Исследование интегральных логических микросхем

⇐ ПредыдущаяСтр 18 из 28Следующая ⇒

Цель работы: изучение характеристик логических элементов ТТЛ и КМОП –типов, исследование микросхемы ТТЛ и КМОП –типов.

Состав лабораторного комплекса

В состав лабораторного комплекса входят аппаратные средства:

– осциллограф С1-83;

– генератор сигналов специальной формы типа Г6-36;

– генератор прямоугольных импульсов Г5-60;

– частотомер Ч3-34;

– вольтметр универсальный В7-23;

– блоки питания Б5-46 и Ф5075;

– магазин сопротивлений;

– макет на интегральных логических микросхемах К155ЛА3 и К176ЛЕ5.

Программа работы

1. Определить таблицу истинности исследуемых интегральных логических микросхем.

2. Определить передаточную характеристику интегральных логических микросхем.

3. Определить температурную устойчивость интегральной микросхемы.

4. Оценить нагрузочную способность интегрального элемента.

5. Определить входные токи при подаче на вход логического нуля и логической единицы.

6. Определить входное сопротивление интегральной микросхемы.

7. Оценить быстродействие интегральной логической микросхемы.

8. Построить схему управляемого ключа на интегральной логической микросхеме.

9. Определить потребляемый микросхемой ток от источника питания.

Порядок выполнения работы

После изучения пояснений к работе подключите макетную плату к блоку питания.

1.Для составления таблицы истинности ИС необходимо:

а) подключить питание (5В) к макету для исследования микросхемы К1553ЛАЗ;

б) подключить вольтметр постоянного напряжения (осциллограф) к выходу любого элемента типа 2И-НЕ;

в) соединяя вход элемента с шиной питания или с общей шиной, составить таблицу истинности. При этом высокое напряжение считать логической единицей, а низкое – логическим нулем.

По полученной таблице определить выполняемую логическую функцию. Изменяя кодировку уровней напряжений, определить выполняемую функцию. Сделать выводы.

2. Для снятия передаточной характеристики U_вых=f(U_вх) необходимо:

а) подключить к входу одного из элементов генератор низкой частоты через выпрямительный мостик так, чтобы полярность напряжения на входе получилась положительной. Это же напряжение подать на вход Х осциллографа С1-83;

б) сигнал с выхода элемента подать на вход Y осциллографа. Подумать, куда подключить второй вход исследуемого элемента;

в) установить масштабы отклонения по осям Х и У восциллографе, например, 0, 5 В/дел.;

г) частоту генератора установить равной 50 – 100 Гц и, плавно увеличивая напряжение генератора в пределах от нуля до 4В, получить на экране изображение передаточной характеристики.

Определить по осциллограмме параметры характерных точек напряжений логического нуля и единицы, пороговых напряжений, ширину активной области U.

Зарисовать график передаточной характеристики в масштабе. Сравнить фактические уровни напряжений с указанными в справочнике. Дать оценку полученным результатам.

3. Для того чтобы исследовать тепловую устойчивость микросхемы, попытайтесь погреть корпус микросхемы паяльником и наблюдайте за изменениями передаточной характеристики.

4. Для оценки нагрузочной способности интегрального элемента подключить к выходу исследуемого элемента входы других подобных элементов и внимательно проследить за изменениями уровней напряжений. Определить сколько входов микросхем можно подключить к выходу испытуемой микросхемы.

5. Для определения входных токов при подаче на вход напряжений логического нуля и логической единицы подключить цифровой амперметр с автоматическим переключением пределов измерения и указателем направления тока, например В7-21, в цепь управления по входу и, последовательно подавая через амперметр управляющие импульсы на ИС с уровня единицы и нуля, измерить при этом входные токи.

6. Для определения допустимого выходного сопротивления источника сигналов соединить вход исследуемого элемента с общей шиной через магазин сопротивлений и проследить с помощью осциллографа за изменением выходного напряжения при изменении сопротивления на входе. Объяснить полученные результаты.

7. Для определения быстродействия ИС, как времени задержки переключения при подаче на вход перепадов напряжений, необходимо:

- подключить ко входу исследуемого элемента генератор прямоугольных импульсов, определяя самостоятельно амплитуду, полярность, длительность и период следования импульсов;

- подключить выход генератора ко входу осциллографа;

- подключить выход исследуемого элемента к другому входу осциллографа;

- получить на экране осциллографа устойчивое изображение входных и выходных импульсов. Выходные импульсы должны быть инверсными.

Задержку определить по сдвигу осциллограмм. Измерение можно облегчить, если последовательно соединить четыре имеющихся в микросхеме элемента. Сравнить полученную величину задержки с паспортной и сделать выводы.

8. Для построения схемы управляемого ключа установить период и длительность импульсов так, чтобы задержка не была заметна, например Т=1 мс, t=0, 5мс. Соединить второй вход исследуемого элемента с общей шиной. Объяснить полученный результат. Оставить второй вход элемента свободным. Объяснить, почему микросхема реагирует одинаково при обрыве входной цепи и при подачи на вход высокого напряжения. В результате получилась управляемая схема передачи сигнала со входа на выход. Решить, как исключить инверсию сигналов и построить схему управляемого ключа, пропускающего сигналы без инверсии при низком уровне на входе управления.

9. При определении потребляемых токов от источника питания и потребляемой мощности обратить внимание на то, что потребляемый ток зависит от состояния выходов элементов микросхемы. Объяснить это свойство по принципиальной схеме.

10. Исследовать подобно микросхему К176ЛЕ5. При этом необходимо помнить, что при измерении потребляемого тока нельзя оставлять ни один из входов ИС свободным, а на вход элементов КМОП- типа нельзя подавать напряжение, превышающее напряжение питания.

Контрольные вопросы

1. Что такое интегральная логическая микросхема?

2. Дайте классификацию исследованных Вами интегральных логических микросхем.

3. Дайте определение понятия быстродействия интегрального логического элемента и опишите алгоритм определения быстродействия.

4. Что такое потребляемая мощность логической ИС и как она определялась Вами?

5. Дайте определение помехоустойчивости ИС.

6. Дайте определение коэффициента объединения по входу ИС и опишите алгоритм его определения.

7. Дайте определение коэффициента разветвления по выходу ИС.

8. Дайте определение степени интеграции ИС.

Лабораторная работа 3

⇐ Предыдущая 13 14 15 16 171819 20 21 22 Следующая ⇒