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 №7
С
тудент
гр. 714-1
_______ И.С. Максимов
__.__.2026
Руководитель
старший преподаватель каф. КИБЭВС
_______ А.С. Семенов
__.__.2026
Цель работы
Целью данной практической работы является изучение работы логических элементов КМОП.
Постановка задачи
1. Собрать стенды как для заданного вариантом транзисторов и логической функции для выходов 2С, включить их. Записать показания приборов (ток потребления Iп и напряжение на выходе Uвых.) для разного положения переключателей каждого стенда.
2. Соберите стенд для заданного вариантом логического элемента с выходом 3С с активным уровнем EZ=1. Включите стенд. Запишите показания приборов (ток потребления Iп и напряжение на выходе Uвых.) для разного положения переключателей.
3. Соберите стенды для логической функции 3И, если в варианте задана 3И-НЕ, (иначе 3ИЛИ). Включите стенды. Запишите показания приборов (ток потребления Iп и напряжение на выходе Uвых.) для разного положения переключателей каждого стенда.
1.1 Лэ не кмоп
На рисунках 1.1-1.2 приведен пример работы с установкой ЛЭ НЕ КМОП.
Рисунок 1.1 – Экспериментальная установка НЕ КМОП c поднятым ключом
Рисунок 1.2 – Экспериментальная установка НЕ КМОП c опущенным ключом
В таблице 1.1 представлены значения тока потребления и напряжения выхода при разных положениях ключа, 0 – опущен, 1 – поднят.
Таблица 1.1 – значения схемы НЕ КМОП
НЕ |
|||
Положение переключателя |
I, мА |
U, мВ |
Состояние |
1 |
0,0055 |
0,000275 |
0 |
0 |
0 |
5000 |
1 |
1.2 ЛЭ 4ИЛИ-НЕ
На рисунках 1.3-1.18 приведен пример работы с установкой ЛЭ 4ИЛИ-НЕ.
Рисунок 1.3 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-0, 2-0, 3-0, 4-0
Рисунок 1.4 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-0, 2-0, 3-0, 4-1
Рисунок 1.5 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-0, 2-0, 3-1, 4-0
Рисунок 1.6 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-0, 2-0, 3-1, 4-1
Рисунок 1.7 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-0, 2-1, 3-0, 4-0
Рисунок 1.8 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-0, 2-1, 3-0, 4-1
Рисунок 1.9 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-0, 2-1, 3-1, 4-0
Рисунок 1.10 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-0, 2-1, 3-1, 4-1
Рисунок 1.11 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-1, 2-0, 3-0, 4-0
Рисунок 1.12 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-1, 2-0, 3-0, 4-1
Рисунок 1.13 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-1, 2-0, 3-1, 4-0
Рисунок 1.14 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-1, 2-0, 3-1, 4-1
Рисунок 1.15 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-1, 2-1, 3-0, 4-0
Рисунок 1.16 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-1, 2-1, 3-0, 4-1
Рисунок 1.17 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-1, 2-1, 3-1, 4-0
Рисунок 1.18 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-1, 2-1, 3-1, 4-1
В таблице 1.2 представлены значения тока потребления и напряжения выхода при разных положениях ключа, 0 – опущен, 1 – поднят.
Таблица 1.2 – значения схемы 4ИЛИ-НЕ
4ИЛИ- НЕ |
||||||
П1 |
П2 |
П3 |
П4 |
I, мкА |
U, мкВ |
Состояние |
1 |
0 |
0 |
0 |
1,751 |
0,084 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
2,174 |
0,106 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
3 |
0,147 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
5,5 |
0,275 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
2,259 |
0,055 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
2,258 |
0,055 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
2,25 |
0,053 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
2,678 |
0,066 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
2,667 |
0,063 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
3,5 |
0,085 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
2,764 |
0,046 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
2,75 |
0,043 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
2,762 |
0,046 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
3,25 |
0,038 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
5000000 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
3,167 |
0,05 |
0 |
1.3 ЛЭ 2И-НЕ
Экспериментальные установки с ключами в разных положениях представлена на рисунках 1.19-1.26.
Рисунок 1.19 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-0, 2-0, Z-0
Рисунок 1.20 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-0, 2-0, Z-1
Рисунок 1.21 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-0, 2-1, Z-0
Рисунок 1.22 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-0, 2-1, Z-1
Рисунок 1.23 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-1, 2-0, Z-0
Рисунок 1.24 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-1, 2-0, Z-1
Рисунок 1.25 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-1, 2-1, Z-0
Рисунок 1.26 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-1, 2-1, Z-1
В таблице 1.3 представлены значения тока потребления и напряжения выхода при разных положениях ключа, 0 – опущен, 1 – поднят.
Таблица 1.3 – значения 2И-НЕ
2И-НЕ |
|||||
Z |
П1 |
П2 |
I, мкА |
U, мВ |
Состояние |
1 |
1 |
0 |
0,5 |
5000 |
1 |
0 |
1 |
1 |
5000 |
1 |
|
0 |
0 |
0,5 |
5000 |
1 |
|
1 |
1 |
5011 |
0,7585 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
4990 |
Z |
0 |
1 |
0 |
4990 |
Z |
|
0 |
0 |
0 |
4990 |
Z |
|
1 |
1 |
0 |
4990 |
Z |
|
1.4 ЛЭ 3И
Экспериментальные установки с ключами в разных положениях представлена на рисунках 1.27-1.34.
Рисунок 1.27 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-0, 2-0, 3-0
Рисунок 1.28 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-0, 2-0, 3-1
Рисунок 1.29 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-0, 2-1, 3-0
Рисунок 1.30 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-0, 2-1, 3-1
Рисунок 1.31 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-1, 2-0, 3-0
Рисунок 1.32 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-1, 2-0, 3-1
Рисунок 1.33 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-1, 2-1, 3-0
Рисунок 1.34 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-1, 2-1, 3-1
В таблице 1.4 представлены значения тока потребления и напряжения выхода при разных положениях ключа, 0 – опущен, 1 – поднят.
Таблица 1.4 – значения ЛЭ 3И
3И |
|||||
П1 |
П2 |
П3 |
I, мкА |
U, мкВ |
Состояние |
1 |
0 |
0 |
0,5 |
0,27 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0,27 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0,27 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0,27 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0,5 |
0,27 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0,27 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,27 |
0 |
1 |
1 |
1 |
17 |
5000000 |
1 |
1.5 3И-НЕ
Экспериментальные установки с ключами в разных положениях представлена на рисунках 1.35-1.42.
Рисунок 1.35 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-0, 2-0, 3-0
Рисунок 1.36 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-0, 2-0, 3-1
Рисунок 1.37 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-0, 2-1, 3-0
Рисунок 1.38 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-0, 2-1, 3-1
Рисунок 1.39 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-1, 2-0, 3-0
Рисунок 1.40 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-1, 2-0, 3-1
Рисунок 1.41 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-1, 2-1, 3-0
Рисунок 1.42 - Экспериментальная установка c положениями ключей 1-1, 2-1, 3-1
В таблице 1.5 представлены значения тока потребления и напряжения выхода при разных положениях ключа, 0 – опущен, 1 – поднят.
Таблица 1.5 – значения 3И-НЕ
3И-НЕ |
|||||
П1 |
П2 |
П3 |
I, мкА |
U, мВ |
Состояние |
1 |
0 |
0 |
0,5 |
5000 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
5000 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
5000 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
5000 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0,5 |
5000 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
5000 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
5000 |
1 |
1 |
1 |
1 |
16,5 |
0.002404 |
0 |