实验三 CMOS门电路测试及TTL与CMOS接口设计

一、实验目的

·了解CMOS门电路参数的物理意义。 ·掌握CMOS门电路参数的测试方。

·学会CMOS门电路外特性的测试。

·比较CMOS门与TTL门的特点及接口电路设计。

二、实验原理

CD4011是CMOS二输入端四与非门。以下是它的内部电路原理图和管脚排列图。

1、CMOS门电路的主要参数

（1）CMOS门电路的逻辑高、低电平值，高电平VOH为VDD，低电平VOL为0V。 （2）CMOS门电路输入端有保护电路和输入缓冲，所以多余输入端不允许悬空。

（3）平均传输延迟时间tpd：tpd=（tOFF+tON）/2。 ２、CMOS门电路的电压传输特性：

CMOS与非门的电压传输特性是描述输出电压Ｖｏ随输入电压Ｖｉ的变化的曲线。（如右图）。 ３、TTL电路与CMOS电路接口设计： １）接口条件：

驱动门 负载门 ＶＯＨ（ｍｉｎ）＞＝ＶＩＨ（ｍｉｎ） ＶＯＬ（ｍａｘ）＜＝ＶＩＬ（ｍａｘ） ＩＯＨ（ｍａｘ）＞＝ｎＩＩＨ（ｍａｘ） ＩＯＬ（ｍａｘ）＜＝ｍＩＩＬ（ｍａｘ） ２）接口电路示意图 ３）接口电路设计方法：

接口电路设计应根据实际要求，选择上拉电阻、三极

管驱动等方法。

三、实验仪器

１）示波器１台

２）多功能电路实验箱１台 ３）数字万用表１台

四、实验内容

１.测量CD4011逻辑功能：

２.平均传输延迟时间的测量

三个与非门首尾相接构成环形振荡器，用示波器观测输出震荡波形，测出周期T，计算出平均传输延迟时间tpd=T/6.

3.示波器电压传输特性曲线：

示波器测量方法：输入正弦信号Vi（f=200Hz,Vip-p=5V,VIL=0V）,示波器置X-Y扫描。同时X(CH1)、Y(CH2)置DC耦合，观测并定量画出与非门电压传输特性曲线，用示波器比较法测量VOH，VOL。

4.观测CMOS门电路（CD4011）带一个TTL门电路（74LS00）负载情况：

（１）当CMOS门带一个ＴＴＬ门时；CMOS门输入端分别为高电平（5V）或低电平（0V）时，测量CMOS与非门输出端电平。

（２）当CMOS门带四个ＴＴＬ门时；CMOS门输入端分别为高电平（5V）或低电平（0V）时，测量CMOS与非门输出端电平。 5、若要使D与A同相，最简电路设计。

五、数据处理