LR11

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ

им. проф. М. А. БОНЧ-БРУЕВИЧА»

(СПБГУТ)

Отчёт по лабораторной работе №11

По дисциплине «Электроника».

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛОГИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА В СТАТИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ

Выполнил студент

Группы РТ-01

Санкт-Петербург

2021

Лабораторная работа 11

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛОГИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА В СТАТИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ

Цель работы

1. Освоить методику экспериментального исследования цифровых интегральных схем.

2. Исследовать основные характеристики и параметры базового логического элемента транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ).

1. ИССЛЕДОВАНИЕ ЛОГИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА В СТАТИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ.

1.1. Исследование передаточной и входной характеристик ЛЭ

	0	0.2	0.4	0.6	0.8	1	1.4	1.6	1.8	2.5	5
	3.77	3.77	3.77	3.77	3.77	3.66	0.85	0.62	0.06	0.06	0.06
, мА	-0.9	-0.8	-0.8	-0.8	-0.7	-0.7	-0.6	-0.5	0	0	0

Увеличивая с помощью источника питания E1 входное напряжение Uвх в диапазоне от 0 до 5 В, зафиксируем значения Uвых и Iвх

Таблица 11.1

1.2. Определение средней мощности, потребляемой ЛЭ

С помощью источника питания Е1 устанавливаем последовательно входное напряжение равным паспортным значениям логических «нуля»: U⁰ = 0,4 В; и «единицы»: U¹ = 2,4 В. Определим значения тока, потребляемого ЛЭ, соответственно при логических «единице» I_п¹ и «нуле» I_п⁰ на его выходе

I_п¹ = 10.4 мА I_п⁰ = 12.6 мА

Рассчитаем среднюю мощность, потребляемую ЛЭ, от источника питания (Е4=5 В): Р_{п ср}= 0,5 (Р_п¹⁺ Р_п⁰), где Р_п¹ и Р_п⁰ - соответственно, мощность, потребляемая ЛЭ, при «логической единице» и «логическом нуле» на выходе.

Р_п⁰ = I_п⁰ * Е4 = 12.6 мА * 5 В = 63 мВт

Р_п¹ = I_п¹ * Е4 = 10.4 мА * 5 В = 52 мВт

Р_п ср = 0.5 (Р_п¹⁺ Р_п⁰) = 0.5 (52 + 63) = 57.5 мВт

Не превышает паспортное значение 80 мВт

1.3. Оценка нагрузочной способности ЛЭ

Установим входное напряжение равным паспортному значению логического нуля Uвх = U⁰ = 0,4 В. Установим последовательно несколько резисторов и проследим за изменениями Uвых.

Rн	Ом	100	560	1000	3300	10000
Uвых	В	0.96	2.55	2.99	3.48	3.57

Uвых = U1 = 2,4 В при Rн=500 Ом

2. ИССЛЕДОВАНИЕ БЫСТРОДЕЙСТВИЯ ЛЭ

Собираем схему

Включим генератор импульсов и установим максимальный размах его выходных импульсов 5В. Включим осциллограф. Получим на экране устойчивые осциллограммы входного и выходного импульсов и измерим времена задержки выходного импульса относительно входного при переключении выходного напряжения соответственно из логической единицы в ноль t_зд^1,0 и из ноля в единицу t_зд^0,1

Осциллограммы:

t_зд^0,1 = 40 нс

t_зд^1,0 = 100 нс

t_{зд ср} = 0,5*( t_зд^0,1 + t_зд^1,0 )= 0.5*( 40 + 100 )= 70 нс

t_{зд 1} = t_{зд ср} / 4 = 70/4 = 17.5 нс

Паспортное значение ~ 20 нс.

Рассчитанное значение соизмеримо с паспортным.

Вывод:

Освоена методика экспериментального исследования цифровых интегральных схем.

Исследованы основные характеристики и параметры базового логического элемента транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ).