[计算机软件及应用]实验书

实验十三 集成与非门参数测试

一、实验目的

1、掌握74LS20及74LS00型TTL集成与非门主要参数的测试方法；

2、掌握与非门逻辑功能的测试方法；

3、认识各种门电路及掌握空余端处理方法。

二、试验原理

本实验所使用的74LS20(双四输入与非门)或74LS00(四二输入与非门)是一种低功耗肖特基集成TTL门电路，其电路图及引线功能及排列图如下：

图13-1

74LS00及74LS20采用肖特基二极管作为输入级，组成与门电路，而用三极管作为输出级而实现非的逻辑功能。下面分析该电路的工作过程：

①输入端至少有一接低电平的情况——“关门状态”

假设A端接低电平0.3V，则VB1=0.3+0.2=0.5V(0.2V为肖特基二极管导通电压)。此电压使T1﹑T2﹑T5均截止，VCC通过8k电阻给T3、T4提供偏置电流，T3﹑T4导通，且处于空载电流很小的饱和状态。输出高电平VOH达3.6V。输出电阻是复合管电阻，其数值很小，输出高电平稳定，且可带一定的拉电流负载(IOH)。

②输入端全部接高电平(3.6V)——“开门状态”

这时VB1=VBEI+VBE5=0.7+0.7=1.4V，各输入二极管均截止。T1、T5正偏且有足够大的基极流使T1、T5饱和导通，输出为低电平VOL=0.3V，VB3=VC1=VBE5+VCES1=0.7+0.3=1V，其电位差VB3-VC5=1-0.3=0.7V，此值不会使T3、T4同时导通。但T3的发射极有一电阻，较易导通，故为微导通状态。T4截止，其很大的输出电阻作为T5的负载，所以T5这时可带较大的灌电流

负载(IOL)。

以上分析说明74LS00和74LS20型TTL电路能实现“与非”的逻辑功能，7400为二输入与非门

；

7420为四输入与非门

。

三、实验内容

1．元件认识

观察集成芯片的外形，了解引脚排列及各管脚的位置和功用。

2．参数测量

(1) 空载导通功耗PON的测量

测量电路如图13-2所示，与非门输入端全部开路、输出端空载，测量电源电流ICC ，得两个(或四个)与非门总的空载导通功耗。

此值小于20mW为合格，测得：

ICC= mA。

(2) 输入端短路电流IIS的测量

将与非门任一输入端经毫安表接地，如图13-3所示，其余各端悬空，毫安表读数即IIS值，此值小于0.4mA为合格。测得：

IIS = mA。

(3) 开门电平VON和关门电平VOFF的测量。

a．VON的测量

测量电路如图13-4所示。在测量时，将VI从0逐渐增加,当输出端刚刚达到0. 35V左右时的输入电压即为VON，此值小于1.8V为合格。测得：

VON= V。

b．VOFF的测量

测量电路同上。调节输入电压VI，使开始时的输出端为低电平，然后逐渐减小VI，当输出端刚刚达到高电平2.7V时的输入电压即为VOFF，此值大于0. 8V为合格。测得:

VOFF = V。

(4)输出高电平VOH和输出低电平VOL 的测量

a．测量电路同上。将与非门任一输入端接地，其它输入端悬空，测量输出端的电压值，即得VOH，此值大于3.2V为合格。测得：

VOH = V。

b．VOL的测量

测量电路同上。将输入电平VI调至输入高电平3.6V,此时测得的输出电压值即为输出低电平VOL的值，此值小于0.35V为合格。测得:

VOL = V。

实际上，只要开门电平VON合格，VOL也一定合格。

3．逻辑功能侧试

与非门输入端接逻辑开关(0/1开关)，与非门输出端接发光二极管(LED0/1指示器)。扳动0/1开关，给与非门输入不同的逻辑电平组合，观察LED0/1指示器显示状态，LED亮为高电平(逻辑1)，LED熄灭为低电平(逻辑0)，列出真值表。

4．动态测试

(1)从任一输入端输入单极性方波信号，如图13-5所示(方波信号可从数字逻辑实验系统中获得，方波信号频率以能稳定观察波形为准)，其它输入均接高电平(0/1打在1位置)，用示波