实验二CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试.doc

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1、个人收集整理勿做商业用途实验二CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试一、实验目的1、掌握CMOS集成门电路的逻辑功能和器件的使用规则2、学会CMOS集成门电路主要参数的测试方法二、实验原理1、CMOS集成电路是将N沟道MOS晶体管和P沟道MOS晶体管同时用于一个集成电路中，成为组合二种沟道MOS管性能的更优良的集成电路。CMOS集成电路的主要优点是：(1）功耗低,其静态工作电流在10－9A数量级，是目前所有数字集成电路中最低的，而TTL器件的功耗则大得多.（2)高输入阻抗，通常大于1010Ω，远高于TTL器件的输入阻抗。(3)

2、接近理想的传输特性,输出高电平可达电源电压的99。9％以上，低电平可达电源电压的0。1％以下,因此输出逻辑电平的摆幅很大,噪声容限很高。（4）电源电压范围广,可在＋3V～＋18V范围内正常运行。（5）由于有很高的输入阻抗，要求驱动电流很小，约0.1μA，输出电流在＋5V电源下约为500μA，远小于TTL电路,如以此电流来驱动同类门电路,其扇出系数将非常大。在一般低频率时，无需考虑扇出系数，但在高频时,后级门的输入电容将成为主要负载，使其扇出能力下降，所以在较高频率工作时，CMOS电路的扇出系数一般取10～20。2、CMOS门电

3、路逻辑功能个人收集整理勿做商业用途尽管CMOS与TTL电路内部结构不同，但它们的逻辑功能完全一样。本实验将测定与门CC4081,或门CC4071，与非门CC4011,或非门CC4001的逻辑功能.各集成块的逻辑功能与真值表参阅教材及有关资料。3、CMOS与非门的主要参数CMOS与非门主要参数的定义及测试方法与TTL电路相仿，从略.4、CMOS电路的使用规则由于CMOS电路有很高的输入阻抗，这给使用者带来一定的麻烦，即外来的干扰信号很容易在一些悬空的输入端上感应出很高的电压，以至损坏器件.CMOS电路的使用规则如下：（1)VDD

4、接电源正极，VSS接电源负极（通常接地⊥)，不得接反.CC4000系列的电源允许电压在＋3～＋18V范围内选择，实验中一般要求使用＋5～＋15V。（2)所有输入端一律不准悬空闲置输入端的处理方法：a)按照逻辑要求,直接接VDD（与非门）或VSS（或非门)。b)在工作频率不高的电路中,允许输入端并联使用。(3）输出端不允许直接与VDD或VSS连接，否则将导致器件损坏。(4)在装接电路，改变电路连接或插、拔电路时，均应切断电源，严禁带电操作.(5)焊接、测试和储存时的注意事项：个人收集整理勿做商业用途a、电路应存放在导电的容器内，

5、有良好的静电屏蔽；b、焊接时必须切断电源,电烙铁外壳必须良好接地,或拔下烙铁，靠其余热焊接；c、所有的测试仪器必须良好接地;三、实验设备与器件1、+5V直流电源2、双踪示波器3、连续脉冲源4、逻辑电平开关5、逻辑电平显示器6、直流数字电压表7、直流毫安表8、直流微安表9、CC4011、CC4001、CC4071、CC4081、电位器100K、电阻1K四、实验内容1、CMOS与非门CC4011参数测试（方法与TTL电路相同）（1)测试CC4011一个门的ICCL,ICCH,IiL，IiH(2)测试CC4011一个门的传输特性（一

6、个输入端作信号输入，另一个输入端接逻辑高电平）（3）将CC4011的三个门串接成振荡器，用示波器观测输入、输出波形，并计算出tpd值。2、验证CMOS各门电路的逻辑功能，判断其好坏.验证与非门CC4011、与门CC4081、或门CC4071及或非门CC4001逻辑功能，其引脚见附录。以CC4011为例：测试时，选好某一个14P插座，插入被测器件,其输入端A、B接逻辑开关的输出插口,其输出端Y个人收集整理勿做商业用途接至逻辑电平显示器输入插口,拨动逻辑电平开关，逐个测试各门的逻辑功能，并记入表3－1中。3、观察与非门、与门、或非

7、门对脉冲的控制作用。选用与非门按图3－2(a）、(b)接线，将一个输入端接连续脉冲源（频率为20KHz）,用示波器观察两种电路的输出波形，记录之。然后测定“与门”和“或非门”对连续脉冲的控制作用.五、预习要求1、复习CMOS门电路的工作原理2、熟悉实验用各集成门引脚功能个人收集整理勿做商业用途3、画出各实验内容的测试电路与数据记录表格4、画好实验用各门电路的真值表表格5、各CMOS门电路闲置输入端如何处理？六、实验报告1、整理实验结果,用坐标纸画出传输特性曲线。2、根据实验结果，写出各门电路的逻辑表达式，并判断被测电路的功能好

8、坏。