Лабораторный практикум по дисциплине "Электроника": Методические указания к лабораторным работам № 1-9 (Исследование гибридных интегральных микросхем. Исследование логических интегральных микросхем на полевых транзисторах), страница 19

4 Задание к работе в лаборатории

4.1 Записать номер варианта задания, который задается преподавателем. Варианты задания приведены в приложении А в конце описания к  лабораторной работе. Извлечь файл " ЦИМС БТ"  из папки "Электроника"  и выбрать соответствующий рисунок схемы для исследования. Элементы схемы (диоды VD1-VD4 и транзистор VT1) установить согласно заданного варианта.

Рисунок 1 – Схема для снятия характеристик: входной и прямой передачи.

4.2 Снять характеристики:  входную I_ВХ = f (U_ВХ) и прямой передачи U_ВЫХ=f(U_ВХ) согласно схемы, приведенной на рисунке 1. Особенно тщательно отметить напряжение на входе, при котором I_ВХ=0. Результаты измерений занести в таблицу 1.

Таблица 1

4.3 Снять выходные характеристики I_ВЫХ = f (U_ВЫХ) в соответствии с рисунком 2.

Исследования провести для двух случаев:

а) на входе установить логический ноль (U_ВХ=0 В), б) на входе установить логическую единицу (U_ВХ=5 В).

Рисунок 2 – Схема для снятия выходных характеристик

Результаты измерений занести в таблицу 2.

Таблица 2

4.5 Определить потребляемую мощность от источника питания. Измерение потребляемого тока проводится в соответствии с рисунком 3.

Подавая на входы уровень логического ²0² (U_ВХ=0) измерить ток потребления I¹_ПОТР, затем подать уровень логической ²1², т.е. U_ВХ=5 В, измерить ток потребления нуля I⁰_ПОТР.

Рисунок 3 – Схема для измерения тока потребления

Вычислить: мощности потребления   Р⁰_ПОТР=U_П ×I⁰ _ПОТР и Р¹_ПОТР=U_П ×I¹_ПОТР, среднюю потребляемую мощность Р_{ПОТР СР}  =(Р⁰_ПОТР+ Р¹_ПОТР)/2.

Результаты поместить в таблицу 3.

Таблица 3

4.6 Определить среднее время задержки распространения сигнала логического элемента без нагрузки и с нагрузкой Для этого измерить   и .. В качестве нагрузки использовать ёмкость С_Н (рисунок 4).

Измерения производить с помощью осциллографа.

Рисунок 4 – Схема для определения времени задержки распространения сигнала

В качестве источника входных импульсов использовать генератор импульсов G1. Подвести курсор на генератор, щелкнуть два раза левой клавишей мыши, появиться окно с параметрами сигнала генератора. Установить частоту генератора (Frequency) 1 МГц, скважность импульсов (Duty cycle) 20%, амплитуду сигнала (Amplitude) 5 В.

Рисунок 5 – К определению среднего времени задержки

Таблица 3

t_{ЗД Р СР}=( t¹⁰ _{ЗД Р}+ t⁰¹ _{ЗД Р})/2                                          (4)

4.7 Добавить в схему германиевый диод VD5 типа Д18 (на рисунке 4 показан пунктиром). Измерить среднее время задержки при U_П=5 В и С_Н=0 пФ. Сравнить с п. 4.6, сделать выводы.

4.8 Исследовать принцип работы логической схемы И-НЕ в соответствии с рисунком 6. Российская микросхема 155ЛА3, зарубежный аналог 7400

Рисунок 6 – Схема исследования принципа работы

логического элемента И-НЕ