Politechnika Śląska

Wydział AEiI

Laboratorium

z Elektroniki

Bramki logiczne

Grupa 4 sekcja 9

Dariusz Rozwadowski

Grzegorz Witek

Marcin Pocztowski

1. Bramka TTL

1. charakterystyka statyczna

Pomiary przeprowadziliśmy dla bramek bez obciążenia ale także z dwoma, pięcioma bramkami obciążającymi. Do celów ćwiczenia wykorzystaliśmy poniższy układ pomiarowy:

Dla braku obciążenia otrzymaliśmy następujące wyniki :

Uwe [V]	Uwy [V]	Icc [mA]
0,02	3,89	17,9
0,17	3,89	18
0,41	3,89	18,2
0,67	3,79	18,3
0,88	3,5	18,5
0,91	3,32	18,5
1,02	3,05	18,5
1,18	2,33	18,7
1,23	1,62	18,7
1,3	1,03	21,9
1,43	0,60	23,6
1,5	0,04	20,9
1,56	0,04	20,9
1,6	0,04	20,9
1,63	0,04	20,9
1,74	0,04	20,9

Na podstawie wyników otrzymaliśmy następujące charakterystyki dla braku obciążenia :

Dla obciążenia dwóch bramek otrzymaliśmy następujące pomiary :

Uwe [V]	Uwy [V]	Icc [mA]
0,02	3,93	18,7
0,17	3,93	18,7
0,41	3,93	18,7
0,67	3,61	18,7
0,88	3,45	18,7
0,91	3,38	18,7
1,02	3,28	18,8
1,18	2,66	18,9
1,23	2,64	18,9
1,3	1,66	27,1
1,43	0,69	26,7
1,5	0,59	26,4
1,56	0,2	21,3
1,6	0,09	21,2
1,63	0,08	21,1
1,74	0,08	21,1

Otrzymaliśmy następujące charakterystyki dla obciążenia dwóch bramek :

Dla obciążenia pięciu bramek otrzymaliśmy następujące wyniki :

Uwe [V]	Uwy [V]	Icc [mA]
0,02	3,93	18,8
0,17	3,93	18,7
0,41	3,93	18,6
0,67	3,63	18,6
0,88	3,33	18,7
0,91	3,31	18,7
1,02	3,2	18,75
1,18	2,65	18,85
1,23	2,6	18,9
1,3	1,52	25,4
1,43	0,85	28,8
1,5	0,1	25,9
1,56	0,1	20,8
1,6	0,1	20,8
1,63	0,1	20,8
1,74	0,1	20,8

Otrzymaliśmy następujące charakterystyki dla obciążenia pięciu bramek :

2. 
   charakterystyka wejściowa

Pomiary przeprowadziliśmy w oparciu o poniższy schemat obwodu

Uzyskaliśmy następujące wyniki :

U we [V]	I we [mA]
0,00	-0,940
0,42	-0,860
0,59	-0,810
1,03	-0,710
1,40	-0,630
1,46	-0,320
1,51	-0,120
1,55	-0,010
1,57	0,01μ
1,62	0,17μ
1,80	0,21μ
2,00	0,22μ
2,55	0,23μ
3,02	0,23μ
4,00	0,24μ
5,00	0,28μ

Charakterystyka wejściowa dla bramki TTL :

c) charakterystyki wyjściowe

Charakterystyki wyjściowe wyznaczaliśmy dla stanu niskiego i wysokiego. Posłużyliśmy się w tym celu następującymi schematami pomiarowymi.

Bramka w stanie wysokim :

Bramka w stanie niskim :

Uzyskaliśmy następujące wyniki :

Stan niski Stan wysoki

U ol [V]	I ol [mA]			U oh [V]	I oh [mA]
0,114	5,00			3,4	2
0,122	6,20			3,42	3
0,131	6,80			3,39	3
0,155	9,65			3,14	5
0,194	15,93			2,36	11
0,240	23,60			1,65	15
0,411	50,11			1,02	19
0,460	55,72			0,5	22,5
0,575	71,83			0,25	24
0,700	83,45			0,1	25
1,864	102,50			0,03	27
2,750	109,00
4,320	121,30
4,940	126,45

Na podstawie powyższych danych otrzymaliśmy następujące charakterystyki wyjściowe

Stan wysoki :

Stan niski :

d) marginesy zakłóceń

Korzystając z wyznaczonej wartości napięcia przełączenia, wynoszącej Up=1,3 i wyznaczonej charakterystyki przejściowej bramki wyznaczyliśmy marginesy zakłóceń statycznych według wzorów:

M_L = U_P - U_{OL typ}

M_H = U_{OH typ} - U_P

Podstawiając do wzoru otrzymaną wartość napięcia przełączenia oraz typowe wartości napięć dla układów TTL otrzymujemy:

M_L = 1,3 V - 0,2 V = 1,1 V

M_H = 3,5 V - 1,3 V = 2,2 V

Wyniki w przybliżeniu odpowiadają oczekiwanym wartościom ( M_L = 1,2 V i M_H = 2,3 V).

Wartości te zaznaczone są na poniższym wykresie (charakterystyka przejściowa bez obciążenia):

2. Bramka CMOS

1. charakterystyka przejściowa

Dla braku obciążenia otrzymaliśmy następujące wyniki :

Uwe	Uwy
0,01	4,98
0,1	4,99
0,56	4,99
0,6	4,98
0,7	4,49
0,83	4,93
1,73	4,14
2,68	4,98
2,76	0,52
2,77	1,18
2,78	0,52
2,81	0,01
3,2	0,01

Uzyskaliśmy następującą charakterystykę dla braku obciążenia :

Poniżej przedstawiona jest charakterystyka dla prądu obserwowana no oscyloskopie :

3. Wnioski

Wszystkie wyznaczone charakterystyki pokrywają się z teoretycznymi, nie odbiegają kształtem od oczekiwanych. Marginesy zakłóceń w przybliżeniu odpowiadają typowym wartościom. W wyniku początkowych problemów z połączeniem układu dla bramki logicznej TTL i krótkiego czasy trwania laboratorium, nie zdążyliśmy wyznaczyć wszystkich charakterystyk bramki CMOS, które obserwowaliśmy na ekranie oscyloskopu w trakcie wprowadzenia do ćwiczenia laboratoryjnego.

Uwy [V]

Icc [5 mA]

Uwe [V]

Uwe [V]

[V]

---