Zespół Szkół nr 9 w Koszalinie Pracownia Elektryczna
Data oddania ćwiczenia 10,02,2012
Kl 3a
Nr w Dz. 22
Data wykonania ćwiczenia: 08,02,2012

1. Cel ćwiczenia

Zapoznanie się z budową, zasadą działania i podstawowymi parametrami bramek TTL .

2. Wiadomości teoretyczne

Układy scalone TTL są obecnie najbardziej rozpowszechnionymi elementami stosowanymi w blokach cyfrowych aparatury elektronicznej, urządzeniach automatyki przemysłowej oraz w maszynach

cyfrowych. Uniwersalność techniki TTL wynika z dobrych parametrów technicznych i niskiej ceny tych elementów oraz dużego wyboru typów zarówno małej jak i dużej skali scalenia. Popularność elementów

TTL wynika z następujących zalet techniki TTL:

1. Konstrukcja bramki NAND stanowi szczególnie korzystny kompromis pomiędzy wymaganiami

małego poboru mocy i krótkiego czasu propagacji.

2. Wielo emiterowy tranzystor wejściowy charakteryzuje sie dużą szybkością działania i prostota technologii wytwarzania.

3. Mała rezystancja stopnia wyjściowego zapewnia duża odporność na zakłócenia i zmniejsza

wpływ obciążenia pojemnościowego.

4. Uniwersalność techniki TTL umożliwia realizacje wielu odmian elementów i bloków funkcjonalnych.

5. Technika TTL umożliwia wytwarzanie coraz większych bloków funkcjonalnych w postaci bardziej

złożonych układów scalonych.

1. Wyznaczanie charakterystyki przejściowej Uwy = f (Uwe)

(Metoda „punkt po punkcie” Bramka NAND )

Uwe	V1	V	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2	1,4	1,6	1,8	2	2,2	2,4
Uwy	V2	V	3,9	3,8	3,8	3,8	3,5	3,4	1	0,063	0,063	0,063	0,063	0,063	0,063
Uwe	V1	V	2,6	2,8	3	3,2	3,4	3,6	3,8	4	4,2	4,4	4,6	4,8	5
Uwy	V2	V	0,063	0,063	0,063	0,063	0,063	0,063	0,063	0,063	0,063	0,063	0,063	0,063	0,063

1. Bramka z przerzutnikiem Schmitta

Uwe	V1	V	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2	1,4	1,6	1,8	2	2,2	2,4
Uwy	V2	V	4,06	4,06	4,06	4,06	4,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06
Uwe	V1	V	2,6	2,8	3	3,2	3,4	3,6	3,8	4	4,2	4,4	4,6	4,8	5
Uwy	V2	V	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06

Uwe	V1	V	5	4,8	4,6	4,4	4,2	4	3,8	3,6	3,4	3,2	3	2,8	2,6
Uwy	V2	V	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06
Uwe	V1	V	2,4	2,2	2	1,8	1,6	1,4	1,2	1	0,8	0,6	0,4	0,2	0
Uwy	V2	V	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	4	4	4	4	4

1. Metoda Oscyloskopowa

Bramka NAND

Bramka z przerzutnikiem Schmitta

1. Wyznaczanie charakterystyki Izas = f(Uwe)

Uwe	0	0,2	0,4	0,6	0,9	1	1,2	1,4	1,6	1,8	2	2,2	2,4
Izas	9,7	9,8	9,8	9,8	9,9	10	12,2	18,4	11,7	11,7	11,7	11,7	11,7
Uwe	2,6	2,8	3	3,2	3,4	3,6	3,8	4	4,2	4,4	4,6	4,8	5
Izas	11,7	11,7	11,7	11,7	11,7	11,7	11,7	11,7	11,7	11,7	11,7	11,7	11,7

1. Wyznaczanie charakterystyki wejściowej Iwe = f(Uwe)

Uwe	V	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2	1,4	1,6	1,8	2	2,2	2,4
Iwe	mA	1	0,9	0,9	0,85	0,8	0,74	0,68	0,59	0	0	0	0	0
Uwe	V	2,6	2,8	3	3,2	3,4	3,6	3,8	4	4,2	4,4	4,6	4,8	5
Iwe	mA	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0

1. Wyznaczanie charakterystyki wyjściowej Uwy = f (Iwy)

4.1. Stan wysoki „1” na wyjściu bramki

Iwy	mA	0	1	2	3	4	5	6	7	8	10	12	15
Uwy	V	3,4	3,4	3,4	3,35	3,29	3,17	3,03	2,9	2,6	2,3	2,12	1,84

4.2. Stan niski na wyjściu „0” na wyjściu bramki

Iwy	mA	0	5	10	15	20	25	30	25	40	45	50
Uwy	V	0,093	0,125	0,17	0,215	0,258	0,296	0,335	0,356	0,424	0,47	0,48

5. Wyznaczanie charakterystyki prądu zasilania w funkcji częstotliwości Izas = f (f ) bramki

	F	KHz	1	10	50	100	500	1000	3000	5000	8000	10000
Rmin	Izas	mA	11,4	11,4	11,45	11,5	11,55	11,6	11,65	11,8	11,9	12,1
RMax	Izas	mA	19,4	19,4	19,4	19,39	19,3	19,3	19,3	19,3	19,2	19,1
Roo	Izas	mA	10,7	10,7	10,73	10,74	10,75	10,77	10,8	11	11,28	11,39

1. Wnioski

1. Podczas wyznaczania charakterystyki przejściowej bramki NAND możemy zauważyć że wraz ze wzrostem Uwe napięcie wyjściowe na początku jest wysokie i po chwili dla pewnej wartości gwałtownie spada i osiąga wartość bliską zeru V i jest ona dalej stała .

2. Podczas wyznaczania charakterystyki przejściowej bramki NAND z przerzutnikiem Schmitta Wraz ze wzrostem Uwe napięcie Uwy gwałtownie spada dla wartości około 1 v osiąga ono napięcie około 0.6 V i jest ono dalej stałe .

3. Metoda oscyloskopowa potwierdziła nasze charakterystyki gdyż na ekranie oscyloskopu i na wykresie charakterystyki mają ten sam kształt.

4. Podczas pomiaru charakterystyki Izas = f(Uwe) wraz ze wzrostem Uwe prąd rośnie dla napięcia około 1 V prąd znacznie się podnosi i opada osiągając stałą wartość 11.7mA

5. Podczas pomiaru charakterystyki wejściowej wraz ze wzrostem Uwe prąd Iwe zmniejsza się gwałtownie aż do 0 i osiąga stałą wartość .

6. Podczas pomiary charakterystyki Wyjściowej ze stanem wysokim na wyjściu możemy zauważyć że wraz ze wzrostem Iwy napięcie Uwy zmniejsza się ( dla stanu niskiego tej bramki charakterystyka wygląda odwrotnie : wraz ze wzrostem Iwy napięcie Uwy rośnie .

7.Podczas pomiaru charakterystyki Izas = f (f ) bramki dla

-Rmin wraz ze wzrostem częstotliwości Izas wzrasta

-Rmax wraz ze wzrostem częstotliwości Izas maleje

-R∞ wraz ze wzrostem częstotliwości Izas powoli wzrasta

Programy pomocnicze :

-Microsoft Word

- DPlot

- Adobe Reader

-Microsoft Excel

- Mozilla Firefox

-Advanced Grapher