CMOS门电路参数测试

CMOS门电路参数测试 数字电路 实验二 CMOS门电路参数测试 一、实验目的 1. 掌握CMOS集成门电路的使用规则。 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，成为组合两种沟道MOS管性能的更优良的集成电路。CMOS管集成电路的主要优 ,9点是:(1)功耗低，其静态工作电流在A数量级，是所有数字集成电路中最低的，10 10而TTL器件的功耗则大得多。(2)高输入阻抗，通常大于Ω，远高于TTL器件的10 输入阻抗。(3)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0.1uA,输出电流在+5V电源下约为500uA，远小于TTL电路，如以次电 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集成与非门的电路原理图为: 图2-1 CMOS与非门的电路原理图 三、实验设备与器件 1、数字逻辑电路实验箱。 2、数字逻辑电路实验箱扩展板。 3、数字万用表和双踪示波器。 4、芯片CD4011。 5、5.1K，100Ω，200Ω，500Ω，1K电阻，1K，10K可调电阻 四、实验内容及实验步骤 1、将数字逻辑电路实验箱扩展板插在实验箱相应位置，并固定好，找一个14PIN的插 ——9—— 数字电路 座插上芯片，并在14PIN插座的第7脚接上实验箱的地(GND)，第14脚接上电源(VCC)。其它脚的连线参考个具体的线路图，实验所需要的电阻和可调使用实验箱主电路板中的元件库。 2、CMOS与非门CD4011参数测试(具体的测量与接线方法和TTL电路相同)。 3、观察与非门对脉冲的控制作用: 选用与非门按下图连线，将一个输入端接连续脉冲源(频率为20KHz)，用示波器观察 并记录两种电路的输出波形。 图2-2 与非门对脉冲的控制作用 五、实验预习要求 1、 复习CMOS门电路的工作原理。 2、 熟悉实验所用集成门电路引脚功能。 3、 画出实验内容的测试电路与数据记录表格。 六、实验报告要求 1、整理实验结果，用坐标画出传输特性曲线。 2、思考:CMOS门电路闲置输入端如何处理, 3、比较一下TTL与非门与CMOS与非门的异同点。 七、CMOS门电路的使用规则 1、V接电源正极，V接电源负极(通常接地)，不得接反。CC4000系列的电源允许DDSS 电压在+3V~+18V范围内选择，实验中一般选用+5V~+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V(与非门)或V(或非门); DDSS b) 在工作频率不高的电路中，允许输入端并联使用。 3、输出端不准直接与V或V相连，否则将导致器件损坏。 DDSS 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、测试和存储时的注意事项: a) 电路应存放在导电的容器内，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) 所有的测试信号必须良好接地。 d) 若信号源与CMOS器件使用两组电源供电，应先开通CMOS电源，关机时， 先关信号源最后再关CMOS电源。 ——10—— 数字电路 ——11——