Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ» (ТУСУР)
Кафедра безопасности информационных систем (БИС)
ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ КМОП
Отчёт по лабораторной работе №4
По дисциплине «Электроника и схемотехника»
Вариант №4
-
Студент гр.
-
Руководитель
Доцент кафедры КИБЭВС, к.т.н., доцент
А.Н. Мальчуков
Введение
Цель лабораторной работы – изучение работы логических элементов КМОП.
Постановка задачи.
Вариант 4 – транзисторы P-MOP irf5305 и N-MOP NDB606A
1. Собрать и исследовать стенды логических элементов с двухтактным выходом (2С) на основе комплементарных MOS-транзисторов IRF5305 (P-MOS) и NDB606A (N-MOS) для следующих функций:
инвертор (НЕ);
4ИЛИ-НЕ;
3И-НЕ.
2. Собрать и исследовать стенд логического элемента 2И-НЕ с тремя состояниями выхода (3С) с активным уровнем разрешения EZ = 1.
3. При наличии на выходе состояний 0 или Z, подтвердить их с помощью резистора подтяжки (pull-up, 1 кОм):
если напряжение на выходе < 0,8 В → состояние 0;
если напряжение близко к напряжению питания → состояние Z.
4. Собрать и исследовать стенд логического элемента 3И (поскольку в варианте задана функция 3И-НЕ, согласно п. 3 порядка выполнения работы).
Для всех собранных схем провести измерения:
входного (потребляемого) тока Iу (в мкА);
выходного напряжения U вых (в мВ);
определить логическое состояние выхода (0, 1 или Z) при всех возможных комбинациях входных сигналов.
5. Сформулировать выводы о работе и особенностях логических элементов КМОП-технологии.
1 Исследование лэ не
На рисунках 1.1 и 1.2 приведены измерения при различных конфигурациях переключателя Space для ЛЭ НЕ.
Рисунок 1.1 — ЛЭ НЕ, на входе 0
Рисунок 1.2 — ЛЭ НЕ, на входе 1
Таблица 1 — Измерения ЛЭ НЕ
Переключатель «Space» |
Iу, мкА |
Uвых, мВ |
Состояние выхода |
1 |
-5,5 |
0,000263 |
0 |
0 |
0 |
5000 |
1 |
2 Исследование лэ 4или-не
На рисунках 2.1-2.11 приведены измерения при различных конфигурациях переключателей X, Y, Z и W для ЛЭ 4ИЛИ-НЕ.
Рисунок 2.1 — ЛЭ 4ИЛИ-НЕ, на входе 1,0,0,0
Рисунок 2.2 — ЛЭ 4ИЛИ-НЕ, на входе 0,1,0,0
Рисунок 2.3 — ЛЭ 4ИЛИ-НЕ, на входе 0,0,1,0
Рисунок 2.4 — ЛЭ 4ИЛИ-НЕ, на входе 0,0,0,1
Рисунок 2.5 — ЛЭ 4ИЛИ-НЕ, на входе 1,1,0,0
Рисунок 2.6 — ЛЭ 4ИЛИ-НЕ, на входе 1,0,1,0
Рисунок 2.7 — ЛЭ 4ИЛИ-НЕ, на входе 1,0,0,1
Рисунок 2.8 — ЛЭ 4ИЛИ-НЕ, на входе 1,1,1,0
Рисунок 2.9 — ЛЭ 4ИЛИ-НЕ, на входе 1,1,0,1
Рисунок 2.10 — ЛЭ 4ИЛИ-НЕ, на входе 1,1,1,1
Рисунок 2.11 — ЛЭ 4ИЛИ-НЕ, на входе 0,0,0,0
В таблице 2.1 представлены измерения для ЛЭ 4ИЛИ-НЕ.
Таблица 2.1 — Измерения для ЛЭ 4ИЛИ-НЕ
Переключатель «X» |
Переключатель «Y» |
Переключатель «Z» |
Переключатель «W» |
Iу, мкА |
Uвых, мВ |
Состояние выхода |
1 |
0 |
0 |
0 |
-2,042 |
0,000097 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
-2,167 |
0,000103 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
-3 |
0,000143 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
-5,5 |
0,000263 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
-2,25 |
0,000054 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
-2,542 |
0,000061 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
-2,542 |
0,000061 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
-2,667 |
0,000064 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
-2,667 |
0,000064 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
-3,5 |
0,000084 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
-2,75 |
0,000045 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
-2,75 |
0,000045 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
-3,042 |
0,000049 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
-3,167 |
0,000051 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
-3,25 |
0,00004 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
5000 |
1 |