Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра комплексной информационной безопасности электронно-вычислительных систем (КИБЭВС)
ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ КМОП
Отчет по лабораторной работе №4
по дисциплине «Электроника и схемотехника»
Вариант №4
|
Студент гр. 723-1 |
||
|
|
||
|
25.01.2025 Руководитель |
||
|
доцент каф. КИБЭВС, к.т.н., доцент |
||
|
________ Мальчуков А.Н. |
||
|
25.01.2025 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Введение
Цель работы – изучение работы логических элементов КМОП.
Постановка задачи:
1. Собрать стенды для исследования ЛЭ НЕ, 3И-НЕ, 4ИЛИ-НЕ с 2С выходами, 2И-НЕ для 3С выходов с активным уровнем EZ = 1, а также 3ИЛИ и транзисторами Р-МОП – irf5305 и N-МОП – NDB606A;
2. Исследовать данные функции, результаты измерений записать в таблицу;
3. Написать вывод о проделанной работе.
1 ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ЛЭ НЕ
Построение схем происходит в программе Electronics Workbench.
На рисунках 1.1, 1.2 представлены измерения при различных конфигурациях переключателя Z для ЛЭ НЕ.
Рисунок 1.1 - Стенд ЛЭ НЕ, положение
переключателя «1»
Рисунок 1.2 - Стенд ЛЭ НЕ, положение переключателя «0»
На данной схеме составлена логическая функция НЕ, которая инвертирует сигнал.
Значения схем занесены в таблицу 1. Таблица 1 – Измеренные значения схемы ЛЭ НЕ
Переключатель 1 |
Iп, мА |
Uвых, В |
Состояние |
1 |
0,0055 |
0,000263 |
0 |
0 |
0 |
5000 |
1 |
2 Исследования работы лэ и-не
На рисунках 2.1-2.8 представлен стенд для ЛЭ 3И-НЕ.
Рисунок 2.1 – Стенд ЛЭ 3И-НЕ, положение переключателей все «1»
Рисунок 2.2 – Стенд ЛЭ 3И-НЕ, положение переключателя 1, 2 - «1», положение переключателя 3 - «0»
Рисунок 2.3 – Стенд ЛЭ 3И-НЕ, положение переключателя 1, 3 - «1», положение переключателя 2 - «0»
Рисунок 2.4 – Стенд ЛЭ 3И-НЕ, положение переключателя 1 - «1», положение переключателя 2, 3 - «0»
Рисунок 2.5 – Стенд ЛЭ 3И-НЕ, положение переключателя 2, 3 - «1», положение переключателя 1 - «0»
Рисунок 2.6 – Стенд ЛЭ 3И-НЕ, положение переключателя 2 - «1», положение переключателя 1, 3 - «0»
Рисунок 2.7 – Стенд ЛЭ 3И-НЕ, положение переключателя 3 - «1», положение переключателя 1, 2 - «0»
Рисунок 2.8– Стенд ЛЭ 3И-НЕ, положение переключателей все «0»
Данный стенд выполняет 3И-НЕ. Когда на входе все ключи в положении «1», то на выходе будет «0», а в случае если хотя бы один ключ будет в положении «0», то на выходе будет «1». Значения схем занесены в таблицу 2
Таблица 2 – Полученные значения стенда для ЛЭ 3И-НЕ
Ключ 1 |
Ключ 2 |
Ключ 3 |
Iп, мкА |
Uвых, мВ |
Состояние |
1 |
1 |
1 |
16,5 |
0,002268 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
5000 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0,5 |
5000 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
5000 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
5000 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
5000 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0,5 |
5000 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
5000 |
1 |
3 Исследования работы лэ или-не с 2с выходами
На рисунках 3.1-3.11 представлен стенд для ЛЭ 4ИЛИ-НЕ с 2С выходами
Рисунок 3.1 – Стенд ЛЭ 4ИЛИ-НЕ, положение переключателей все «1»
Рисунок 3.2 – Стенд ЛЭ 4ИЛИ-НЕ, положение переключателей 1, 2, 3 – «1», а переключателя 4– «0»
Рисунок 3.3 – Стенд ЛЭ 4ИЛИ-НЕ, положение переключателей 1, 2, 4 – «1», а переключателя 3 – «0»
Рисунок 3.4 – Стенд ЛЭ 4ИЛИ-НЕ, положение переключателей 1, 2 – «1», а переключателя 3, 4 – «0»
Рисунок 3.5 – Стенд ЛЭ 4ИЛИ-НЕ, положение переключателей 1, 3, 4 – «1», а переключателя 2 – «0»
Рисунок 3.6 – Стенд ЛЭ 4ИЛИ-НЕ, положение переключателей 1, 3 – «1», а переключателя 2, 4 – «0»
Рисунок 3.7 – Стенд ЛЭ 4ИЛИ-НЕ, положение переключателей 1, 4 – «1», а переключателя 2, 3 – «0»
Рисунок 3.8 – Стенд ЛЭ 4ИЛИ-НЕ, положение переключателей 1 – «1», а переключателя 2, 3, 4 – «0»
Рисунок 3.9 – Стенд ЛЭ 4ИЛИ-НЕ, положение переключателей 2, 3, 4 – «1», а переключателя 1 – «0»
Рисунок 3.10 – Стенд ЛЭ 4ИЛИ-НЕ, положение переключателей 2, 4 – «1», а переключателя 1, 4 – «0»
Рисунок 3.10 – Стенд ЛЭ 4ИЛИ-НЕ, положение переключателей 4 – «1», а переключателя 1, 2, 3 – «0»
Рисунок 3.11 – Стенд ЛЭ 4ИЛИ-НЕ, положение переключателей все – «0»
Данный стенд выполняет 4ИЛИ-НЕ. Когда на входе все ключи в положении «0», то на выходе будет «1», а если хоть один ключ будет в положении 1, то будет «0». Значения схемы занесены в таблицу 3.
Таблица 3 – Полученные значения стенда для ЛЭ 4ИЛИ-НЕ
Ключ 1 |
Ключ 2 |
Ключ 3 |
Ключ 4 |
Iп, мкА |
Uвых, мВ |
Состояние |
1 |
1 |
1 |
1 |
3,25 |
0,00004 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
2,75 |
0,000045 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
2,754 |
0,000045 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
2,25 |
0,000054 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
3,042 |
0,000049 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
2,542 |
0,000061 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
2,542 |
0,000061 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
2,042 |
0,000097 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
3,173 |
0,000052 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
2,667 |
0,000064 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
2,667 |
0,000064 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
2,167 |
0,000103 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
3,5 |
0,000084 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
3 |
0,000143 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
5,5 |
0,000263 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
5000 |
1 |