1. Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia było zapoznanie się z parametrami układów logicznych na podstawie podstawowej bramki NAND. Przy pomocy programu LabView na komputerze wyposażonym w odpowiednią kartę wejść/wyjść wykonaliśmy.
2. Przebieg ćwiczenia:
Regulując suwakiem odczytane zostały wartości napięcia wejściowego Uwe i wyjściowego Uwy oraz prądu zasilającego bramkę Icc dla bramki standardowej NAND. Pomiarów dokonaliśmy w przedziale napięcia wejściowego od ok. 0V do 1,5V oraz ostatni pomiar przy Uwe=5V.
Tabela 1. Charakterystyki przejściowe standardowej bramki NAND
| Uwe [V] | Uwy [V] | Icc [mA] |
|---|---|---|
| 0,00175 | 4 | 12,405 |
| 0,514 | 4 | 12,288 |
| 0,566 | 3,9 | 12,315 |
| 0,681 | 3,8 | 12,370 |
| 0,786 | 3,7 | 12,433 |
| 0,869 | 3,6 | 12,488 |
| 0,964 | 3,5 | 12,529 |
| 0,995 | 3,4 | 12,569 |
| 1,14 | 2,9 | 12,667 |
| 1,23 | 2,6 | 13,003 |
| 1,28 | 2,3 | 14,787 |
| 1,32 | 1,9 | 20,051 |
| 1,34 | 1,3 | 27,466 |
| 1,36 | 0,65 | 32,864 |
| 1,43 | 0,064 | 14,568 |
| 1,5 | 0,065 | 14,563 |
| 5 | 0,064 | 14,573 |
Następnie regulując suwakiem odczytaliśmy wartości napięcia wejściowego Uwe i wyjściowego Uwy oraz prądu zasilającego bramkę Icc dla bramki linearyzowanej NAND. Pomiarów dokonaliśmy w przedziale napięcia wejściowego od ok. 0,7V do 1,5V oraz ostatni pomiar przy Uwe=2,53V.
Tabela 2. Charakterystyki przejściowe linearyzowanej bramki NAND
| Uwe [V] | Uwy [V] | Icc [mA] |
|---|---|---|
| 0,697 | 2,8 | 18,931 |
| 0,816 | 2,8 | 18,385 |
| 0,857 | 2,7 | 18,144 |
| 0,94 | 2,6 | 17,706 |
| 1,06 | 2,5 | 17,018 |
| 1,16 | 2,4 | 16,542 |
| 1,22 | 2,3 | 16,438 |
| 1,23 | 2,1 | 18,775 |
| 1,25 | 1,9 | 20,853 |
| 1,29 | 1,4 | 25,616 |
| 1,32 | 0,82 | 29,877 |
| 1,37 | 0,74 | 19,815 |
| 1,41 | 0,66 | 19,794 |
| 1,45 | 0,57 | 20,182 |
| 1,5 | 0,43 | 20,764 |
| 2,53 | 0,14 | 14,532 |
Następnie regulując suwakiem odczytaliśmy wartości napięcia wejściowego Uwe i prądu zasilającego bramkę Icc dla bramki NAND. Pomiarów dokonaliśmy w przedziale napięcia wejściowego od ok. 0,06V do 4,99V . wyniki przedstawiam w tabeli niżej:
Tabela 3. Charakterystyka wejściowa bramki NAND:
| Uwe [V] | Icc [mA] |
|---|---|
| 0,0596 | -1,0889 |
| 0,34 | -0,90934 |
| 0,642 | -0,74051 |
| 0,913 | -0,59168 |
| 1,27 | -0,38451 |
| 1,57 | 0,40656 |
| 1,8 | 0,51643 |
| 2,09 | 0,58921 |
| 2,4 | 0,67898 |
| 2,75 | 0,77876 |
| 3,08 | 0,87522 |
| 3,41 | 0,95902 |
| 3,9 | 1,0933 |
| 4,3 | 1,2038 |
| 4,6 | 1,3005 |
| 4,99 | 1,4041 |
3. Wykresy:
4. Wnioski:
Analizując charakterystykę napięciową dla obu bramek NAND można zauważyć, że wraz ze wzrostem napięcia na wejściu maleje napięcie na wyjściu. Maleje stopniowo do Uwy=1,6V dla bramki standardowej i do Uwy=0,67V dla bramki linearyzowanej. Potem następuje gwałtowny spadek napięcia wyjściowego Uwy=0,32V dla bramki standardowej do Uwy=0,12V. Po czym wykazują niemalże stałe wartości.
Charakterystyka przejściowa pokazuje, że w niskim stanie na wejściu bramka standardowa pobiera prawie stałą lub stopniowo wzrastającą ilość prądu. Następnie zauważamy gwałtowny wzrost prądu dla punktu Uwe=1,32V wartość Icc= 23,891mA dla bramki standardowej. Bramka linearyzowana na wejściu pobiera również prawie stałą ilość prądu jednak zauważamy lekki spadek, a następnie stopniowy wzrost , dla punktu Uwe= 1,31V wartość Icc=30,354mA. W stanie wysokim obie bramki NAND pobierają prąd równy 14,521mA.
Charakterystyka wejściowa pokazuje, że wraz ze wzrostem napięcia wejściowego Uwe rośnie prąd Icc. Od punktu Uwe=1,23V następuje gwałtowny wzrost prądu do Icc=0,187mA. Następnie znów widzimy stopniowy wzrost prądu wraz ze wzrostem napięcia.
Wykonane przeze mnie charakterystyki przejściowe potwierdzają wiedzę teoretyczną, gdyż ogólny kształt charakterystyk został zachowany. Nieznaczne różnice mogą wynikać z niedokładności pomiarowych.