非線性元件特性曲線和TTL與非門傳輸特性的測定.pptVIP

非線性元件特性曲線 TTL與非門傳輸特性 的測定,一、實驗?zāi)康?1掌握非線性元件特性曲線和門電路主要參數(shù)的測試方法。 2掌握TTL門電路電壓傳輸特性的測試方法。 3掌握測試電路的設(shè)計與裝調(diào)。 4掌握非線性元件二極管伏安特性和門電路的傳輸特性。,二、實驗原理 1. 二極管伏安特性曲線的測定 電路中元件兩端的電壓與流過元件的電流服從歐姆定律，呈線性關(guān)系的，這類元件被稱為線性元件，如電阻。 如果把電阻兩端的電壓取為橫坐標(biāo)，電流取為縱坐標(biāo)，畫出的電壓電流的關(guān)系曲線是一條在u-i平面上通過原點的直線，這條直線稱為該元件的伏安特性 。,對于二極管等非線性元件來說，電壓電流的關(guān)系曲線不是直線，而是曲線。 這條曲線就稱為二極管的伏安特性曲線。,二極管的伏安特性曲線可以通過逐點測量二極管兩端的電壓和流過二極管的電流來描繪。 由于數(shù)字萬用表的內(nèi)阻較大，所以可用電流表外接法來測量。如圖。,測量時，當(dāng)電流變化較大時，電壓間隔應(yīng)取得小些。,二極管特性和TTL與非門特性測試實驗電路板,二極管特性測試,TTL與非門參數(shù)測試,正反向轉(zhuǎn)換開關(guān),電 源,電流表,短路塊,實驗任務(wù)： 設(shè)計一個測試二極管伏安特性的電路和記錄數(shù)據(jù)的表格， 擬定測試二極管伏安特性的實驗方案，測試二極管伏安特性，描繪二極管的伏安特性曲線。,注意事項： 實驗時應(yīng)先把電壓調(diào)到 0 V，然后逐步增大電壓。 測試時應(yīng)根據(jù)電壓-電流的變化情況，確定測試電壓的間隔。先測正向。 測試最大電流到 5mA。,2 . TTL與非門主要參數(shù)的測試,（1）空載導(dǎo)通電源電流ICCL （2）空載截止電源電流ICCH （3）輸出高電平VOH （4）輸出低電平VOL （5）低電平輸入電流IIL（輸入短路電流 ） （6）扇出系數(shù)NO （最大灌入負(fù)載電流IOmax ）,扇出系數(shù)測試電路,（7）電壓傳輸特性測試,門電路的輸出電壓隨輸入電壓變化的關(guān)系曲線uo = f（ui）稱為電壓傳輸特性。 它能夠充分地顯示門的邏輯關(guān)系和一些重要的參數(shù) ：如 輸出高電平VOH、 輸出低電平VOL、 開門電平VON、 關(guān)門電平VOFF、 閾值電平VT,電壓傳輸特性的測試電路,典型TTL門電路的傳輸特性曲線,輸出高電平,輸出高電平下限,VOFF,輸出低電平,輸出低電平上限,VON,VTH,轉(zhuǎn)折區(qū)的中點,TTL與非門 2個 4輸入端,2個 輸出端,傳輸特性測試Vi輸入,輸出高電平VOH測試,輸出低電平VOL測試,輸出最大負(fù)載電流測試,實驗任務(wù)： 擬定實驗方案，測試下列項目，準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)記錄表格。 （1）空載導(dǎo)通電源電流ICCL （2）空載截止電源電流ICCH （3）輸出高電平VOH （4）輸出低電平VOL （5）低電平輸入電流IIL（輸入短路電流 ） （6）扇出系數(shù)NO （最大灌入負(fù)載電流IOmax ） （7）電壓傳輸特性，描繪傳輸特性曲線，讀出輸出高電平、輸出低電平、閾值電平。,基本門電路研究實驗,一、實驗?zāi)康?1 .掌握二值邏輯的運算規(guī)則。 2 .掌握用電子元器件實現(xiàn)基本邏輯運算的方法。 3 .熟悉基本門電路在數(shù)字電路中的作用,二、實驗理論基礎(chǔ) 在數(shù)字電路中，1位二進制數(shù)碼的0和1表示了電路的兩種不同的狀態(tài)。只有兩種對立邏輯狀態(tài)的邏輯關(guān)系稱為二值邏輯。 當(dāng)兩個二進制數(shù)碼表示兩個數(shù)量大小時，它們之間可以進行數(shù)值運算，這種運算稱為算術(shù)運算；當(dāng)兩個二進制數(shù)碼表示不同的邏輯狀態(tài)時，它們之間也可以按照指定的某種因果關(guān)系進行所謂邏輯運算。這種邏輯運算與算術(shù)運算在本質(zhì)上是不同的。在邏輯代數(shù)中也用字母表示變量，這種變量稱為邏輯變量。在二值邏輯中，每個邏輯變量的取值只有0和1兩種可能，代表兩種不同的邏輯狀態(tài)。,邏輯代數(shù)的基本運算有與、或、非三種。 在決定事物結(jié)果的多個條件中，只有全部條件同時具備時，結(jié)果才發(fā)生。這種因果關(guān)系叫做邏輯與，或者叫邏輯相乘。 在決定事物結(jié)果的多個條件中，只要有任何一個條件滿足時，結(jié)果就會發(fā)生。這種因果關(guān)系叫做邏輯或，也叫做邏輯相加。 在決定事物結(jié)果的條件中，只要條件具備了，結(jié)果便不會發(fā)生；而條件不具備時，結(jié)果一定會發(fā)生。這種因果關(guān)系叫做邏輯非，也叫做邏輯求反。,用A、B、C等字母表示決定事物結(jié)果的條件，用字母Z表示結(jié)果，則根據(jù)上述有： 邏輯與：Z = AB = AB 邏輯或：Z = A + B 邏輯非：,如果用1代表條件成立或結(jié)果發(fā)生，0代表條件不成立或結(jié)果不發(fā)生，則可以列出以0、1表示的與、或、非邏輯關(guān)系的圖表。 這種邏輯關(guān)系圖表叫做邏輯真值表。,1 1 = 1 1 0 = 0 0 1 = 0 0 0 = 0,1 + 1 = 1 1 + 0 = 1 0 + 1 = 1 0 + 0 = 0,能夠?qū)崿F(xiàn)與邏輯運算的單元電路叫做與門，實現(xiàn)或邏輯運算的單元電路叫做或門，實現(xiàn)非邏輯運算的單元電路叫做非門，非門也被叫做反相器。 在數(shù)字電路中，通常高電平用 1 表示，低電平用 0 表示。這種邏輯表示方法稱為正邏輯。 如果用 0 表示高電平，用 1 表示低電平，則這種邏輯表示方法稱為負(fù)邏輯。 一般情況下，都用正邏輯。,可以用下圖中所示的圖形符號表示相應(yīng)的邏輯運算，在電路原理圖中也用這些圖形符號表示相應(yīng)的門電路。,有專門的集成電路實現(xiàn)邏輯與、或、非的運算，也可以由分立元器件構(gòu)建門電路來實現(xiàn)邏輯運算。,（2）用三極管設(shè)計一個二輸入或非門電路，畫出電路圖，說明電路中各電阻的作用并計算其阻值；構(gòu)建這個電路并測試其輸入與輸出的邏輯關(guān)系，用真值表表示之。 （3）只用三極管設(shè)計一個與或非邏輯電路，實現(xiàn)， 畫出電路圖，計算出電路中各電阻的阻值；構(gòu)建這個電路并測試其輸入與輸出的邏輯關(guān)系，用真值表表示之。,三、實驗任務(wù)要求 （1）用二極管和三極管分別設(shè)計一個二輸入與非門電路，畫出電路圖，說明電路中各電阻的作用并計算其阻值；構(gòu)建這個電路并測試其輸入與輸出的邏輯關(guān)系，用真值表表示之。,電源+5V,高電平 1,實驗任務(wù)： 1 用二極管和三極管組合設(shè)計一個 2輸入端與非門電路，畫出電路圖，說明各元件的作用并計算各電阻的阻值。測試其輸入與輸出的邏輯關(guān)系，用真值表表示。 2 用三極管設(shè)計一個