INSTYTUT TELEINFORMATYKI I AUTOMATYKI WAT PODSTAWY TECHNOLOGII KOMPUTEROWYCH
Nr ćwiczenia: 4	Temat ćwiczenia: Badanie scalonych bramek TTL i CMOS
Grupa: I7X4S1 Podgrupa: 2 Zespół Nr.: 3 1. Kamil OSTASZEWSKI 2. Janusz KUREK		Data wykonania ćwiczenia: . . . . . . . . .15.12.2008. . . . . . . . . . . . . . . . . . . Prowadzący ćwiczenie: Józef TURCZYN
				Ocena: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.3 Pomiar prądów IIL, IIH, charakterystyki przejściowej UO=f(UI) i charakterystyki poboru

prądu ze źródła zasilania ICC=f(UI)

Rysunek 1

W celu wykonania ćwiczenia należało:

1. Zmontować układ jak na rysunku 1.

2. Napięcie zasilania ustawić na V_cc=5 V

3. Napięcie wejściowe ustawić na V_IL=0 V

4. Wykonać pomiar prądu wejściowego I_IL. Wynik zapisać w tabeli 1.

5. Napięcie wejściowe ustawić na V_IH=5 V

6. Wykonać pomiar prądu wejściowego I_IH. Wynik zapisać w tabeli 1.

7. Dla prądu wejściowego V_CC=0...5V wykonać pomiary napięcia wyjściowego U_O oraz prądu pobieranego ze źródła I_CC. Wynik zapisać w tabeli 2.

UI [V]	0	5
II [mA]	1,3	0,02

Tabela 1

UI [V]	0,05	0,88	1,06	1,21	1,19	1,77	1,99	2,19	2,37	5
UO [V]	4,07	3,6	3,21	2,71	1,72	0,45	0,36	0,18	0,05	0,05
ICC [mA]	12	12,1	12,3	13	23	26,5	25,8	18,7	14,5	14,5

Tabela 2

Celem doświadczenia było badanie charakterystyki przejściowej i poboru prądu bramki.

Dla wartości napięć przy których bramka zmienia stan z wysokiego na niski na wyjściu, następuje skokowy wzrost pobieranego prądu, gdy bramka zmieni stan pobór prądu znów spada do pewnej wartości, większej niż przed zmianą stanu.

4.6 Pomiar parametrów dynamicznych bramki CMOS zbudowanej na układzie 4007

Rysunek 2

W celu wykonania doświadczenia, przy ustalonym wcześniej napięciu V_cc=5V, należało:

1. Zbudować układ jak na rysunku 2.

2. Podając na jedno wejście A (lub B) sygnał z generatora G fali prostokątnej o amplitudzie

0.0....+5.0V, a na wejście B (lub A) sygnał sterujący bramką UIH, UIL sprawdzić

dynamiczne działanie bramki. Wynik zapisać do tabeli 3.

3. Przy jakiej wartości UGmin bramka jeszcze działa poprawnie.

4. Dołączyć do wejść Q i ~Q kanały A i B oscyloskopu.

	Bez obciążenia	Z obciążeniem
ti [ns]	338	287
tr [ns]	32	104
tf [ns]	78	78
tpHL [ns]	60	41,6
tpLH [ns]	20	44,8
fmax [MHz]	1,69	1,69
UGmin [V]	3,3	2,8

Tabela 3

Rysunek 3

Rysunek 3 przedstawia sposób w jaki należy wykonać pomiary dla poszczególnych wartości które należało zmierzyć w ćwiczeniu 4.6.

Wnioski:

1. do ćw 4.3

• Prąd wejściowy przy stanie niskim na wejściu ma wartość ok 1,3mA. Można wnioskować z tego, że bramka oddaje prąd ze źródła zasilania. Przy stanie wysokim prąd na wejściu jest bliski 0 mA.

• Przy zerowej wartości napięcia na wejściu, napięcie na wyjściu jest maksymalne i wynosi ok 4,07V, natomiast natężenie jest najmniejsze i wynosi ok. 12mA.

• Przy napięciu ok 1,7V natężenie jest maksymalne i wynosi ok. 26,5mA.

• W przedziale napięć na wejściu 1.2-2.3 V następuje gwałtowny spadek napięcia na wyjściu z 4,07V do 0,05V. Następuje przełączenie bramki, towarzyszy temu gwałtowny skok pobieranego prądu.

• Po przełączeniu bramki wartość prądu pobieranego spada do wartości 14,5 mA. Jest to wartość większa od wartości pobieranego prądu przy stanie niskim na wejściu.

• Im częściej bramka będzie przełączana tym większą moc będzie pobierała

2. do ćw 4.6

• czas narastania zbocza jest ponad trzykrotnie dłuższy w przypadku bramki obciążonej w stosunku do bramki bez obciążenia

• czas propagacji ze stanu wysokiego na niski jest półtora raza dłuższy w przypadku bramki nie obciążonej

• czas propagacji ze stanu niskiego na wysoki jest dwa raza dłuższy w przypadku bramki obciążonej

• minimalne napięcie które trzeba podawać na wejściu aby bramka działała poprawna w przypadku bramki nie obciążonej wynosi 3,3V, natomiast w przypadku bramki obciążonej minimalne napięcie wynosi 2,8V.