ZESPÓŁ LABORATORIÓW TELEMATYKI W TRANSPORCIE POLITECHNIKA WARSZAWSKA WYDZIAŁ TRANSPORTU Zakład Telekomunikacji w Transporcie

LABORATORIUM ELEKTRONIKI II

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA NR 27

Komputerowa symulacja bramki

NAND TTL

AUTOR SPRAWOZDANIA: Marek Gębski SKŁAD ZESPOŁU: Grzegorz Faliński Marek Gębski

GRUPA TT

SEMESTR VI

Data wykonania ćwiczenia 13.05.2009

Data oddania sprawozdania 3.06.2009

Charakterystyka przejściowa bramki NAND

W celu uzyskania charakterystyki przejściowej branki NAND realizowanej w technice tranzystorowo - tranzystorowej należało dokonać serii pomiarów. Pomiary polegały na podaniu napięcia wejściowego z generatora następnie należało odczytać napięcie wejściowe i napięcie wyjściowe. W ten sposób mogliśmy zaobserwować jaki wpływ na napięcie wyjściowe mają tranzystory. Wyniki przedstawiam w tabeli 1 oraz na wykresie 1.

DC [V]	UIN [V]	UOUT [V]	Wykres 1.
0	0,05309	4,69
0,1	0,15186	4,68
0,2	0,25064	4,68
0,3	0,349421	4,686
0,4	0,448197	4,686
0,5	0,546858	4,66
0,6	0,645685	4,58
0,7	0,744394	4,437
0,8	0,843106	4,166
0,9	0,941811	3,857
1,0	1,04	3,544
1,1	1,139	3,23
1,2	1,238	2,893
1,3	1,336	2,177
1,31	1,346	2,018
1,32	1,356	1,832
1,33	1,366	1,617
1,34	1,375	1,37
1,35	1,385	1,092
1,36	1,395	0,76348
1,37	1,405	0,26827
1,38	1,409	0,005843
1,39	1,415	0,005877
1,4	1,421	0,00591
1,5	1,475	0,00626
2,0	1,83	0,00734
2,5	2,332	0,007367
3,0	2,829	0,007389
3,5	3,326	0,00741
4,0	3,823	0,007432
4,5	4,32	0,007454
5,0	4,818	0,007475

Tabela 1.

Charakterystyki wejściowej bramki NAND

Druga część ćwiczenia miała na celu uzyskanie charakterystyki wejściowej bramki NAND TTL. W tym celu dokonaliśmy serii pomiarów prądu i napięcia na wejściu bramki podając napięcie z generatora. Wyniki pomiarów i uzyskana charakterystyka przedstawione są w tabeli 2 i na wykresie 2.

DC [V]	UIN [V]	IIN [mA]	Wykres 2.
0	0,05309	1,06
0,1	0,15186	1,037
0,2	0,25064	1,012
0,3	0,349421	0,98842
0,4	0,448197	0,9639
0,5	0,546858	0,9392
0,6	0,645685	0,9137
0,7	0,744394	0,8879
0,8	0,843106	0,8621
0,9	0,941811	0,8362
1,0	1,04	0,8103
1,1	1,139	0,7844
1,2	1,238	0,7584
1,3	1,336	0,7304
1,4	1,421	0,4258
1,41	1,427	0,3415
1,42	1,432	0,2549
1,43	1,438	0,1666
1,44	1,443	0,0764
1,45	1,449	0

Tabela 2.

Wnioski

Charakterystyki przejściowa i wyjściowa uzyskane przez nas podczas symulacji komputerowej w programie TINA są zbliżone do charakterystyk teoretycznych. Pewne różnice mogą wynikać z rozbieżności budowy bramek i symulacji komputerowych.

Przebieg zachowała swoje charakterystyczne punkty X i Z, chociaż względem osi OY charakterystyka przejściowa przesunęła się ku górze o ok. 0,5 [V] w stosunku do charakterystyki teoretycznej. Nachylenie przebiegu za punktem Z nie jest tak strome jak w przypadku przebiegu teoretycznego. Z przebiegu z łatwością jednak odczytujemy, że napięcie wejściowe dla bramki symulowanej przez nas wynosi 4,68 [V], bramka jest wówczas w stanie wysokim. Bramka jest w stanie niskim kiedy napicie wyjściowe wynosi 0,007 [V].

Stan wysoki na wejściu U_IN ≈ 5 [V], czyli A=1 i B=1 to stan niski na wyjściu U_OUT ≈ 0 [V], czyli W=0. Analogicznie stan niski na wejściu U_IN ≈ 0 [V], czyli A=0 i B=0 to stan wysoki na wyjściu U_OUT ≈ 5 [V], czyli W=1. Wynika stąd, że bramka działa zgodnie z logiką Boole'a ( W = A*B).

Przebieg charakterystyki wejściowej wykonany przez nasz zespół znajduje się w I ćwiartce układu współrzędnych. Jest on symetrycznym odbiciem przebiegu teoretycznego. Wzrost napięcia wejściowego prowadzi do spadku wartości prądu do 0, natomiast swoją największa wartość przyjmuje dla napięcia wejściowego U_IN ≈ 0 [V]. Wartości te związane są z działaniem tranzystora T1, dla którego przy niskim napięciu prąd wynosi ok. 1 [mA], natomiast dla wysokich napięć prąd jest bliski 0. Co zostało potwierdzone uzyskanym przez nasz przebiegiem.

U_OUT [V]

U_IN [V]

4,32

3,33

2,33

1,48

1,42

1,41

1,39

1,37

1,35

1,24

1,04

0,84

0,65

0,45

0,25

0,05

5

4,5

4

3,5

3

2,5

2

1,5

1

0,5

0

Charakterystyka przejściowa bramki NAND TTL

I_IN [mA]

U_IN [V]

1,44

1,43

1,42

1,24

1,04

0,84

0,65

0,45

0,25

0,05

1200

1100

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

0

Charakterystyka wejściowa bramki NAND TTL

---