【正文】 由于CMOS門電路的輸入短路電流IiS和輸入高電平電流IiH極小，所以靜態(tài)時CMOS驅(qū)動同類門的個數(shù)幾乎不受限制。 CMOS與非門的關(guān)門電平比較高，幾乎靠近VDD/2。 CMOS與非門的傳輸特性曲線很陡，在輸入電壓uI近似等于VDD/2處附近接近一條垂線，其開門電平接近等于VDD/2。 CMOS門電路的輸出低電平電壓值比較低，近似等于0V。 CMOS門電路的輸出高電平電壓值比較高，近似等于電源電壓值。但當(dāng)輸入脈沖時，其動態(tài)功耗將隨著輸入信號頻率的增加而增大。（2）靜態(tài)功耗PD 。當(dāng)與非門輸入為一方波時，其輸出波形的上升沿和下降沿均有一定的延遲時間，輸入、 ，平均延遲時間表示為 2. CMOS與非門的主要參數(shù)（1）電源電壓+VDD。（8）關(guān)門電平VOFF 從與非門的電壓傳輸特性曲線上規(guī)定，輸出為標(biāo)準(zhǔn)高電平電壓（對于74LS00，）時，對應(yīng)的輸入低電平的電壓值稱為關(guān)門電平VOFF。（7）開門電平VON 從與非門的電壓傳輸特性曲線上規(guī)定，輸出為標(biāo)準(zhǔn)低電平電壓（）時，對應(yīng)的輸入高電平的電壓值稱為開門電平VON。（6）扇出系數(shù)N 扇出系數(shù)是表示帶負(fù)載能力大小的指標(biāo)，指驅(qū)動同類門電路的個數(shù)。（5）輸入高電平電流IiH 指輸入端一端接高電平（VCC），其余輸入端接地時，流過那個接高電平輸入端的電流。產(chǎn)品規(guī)定輸出低電平的最大值（即標(biāo)準(zhǔn)低電平）。指全部輸入端接高電平或懸空時輸出端的電壓值，一般空載時，輸出電壓值比較低。對于74LS00產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定，輸出高電平的最小值（即標(biāo)準(zhǔn)高電平）；。（2）輸出高電平VOH 。1. TTL與非門電路的主要參數(shù)（1）靜態(tài)功耗PD 。ton和toff統(tǒng)稱為三極管的開關(guān)時間，開關(guān)時間越短，其開關(guān)速度也就越高，提高開關(guān)速度的措施一般有兩個，一是選用開關(guān)時間短的管子，二是設(shè)計合理的電路。 當(dāng)Vi從+V1下跳到V1時，集電極電流也是要經(jīng)過一定的時間才下降到零，ts是存儲時間，；tf是下降時間。當(dāng)Vi從V1上跳到+V1時，集電極電流iC要經(jīng)過一定的時間才能達(dá)到最大值飽和電流ICS，td是延遲時間，；tr稱為上升時間。（2）三極管的開關(guān)特性 三極管的開關(guān)特性是指它從截止到飽和導(dǎo)通或從飽和導(dǎo)通到截止的轉(zhuǎn)換過程，而這種轉(zhuǎn)換需要一定的時間才能完成。繼續(xù)增大輸入電壓Vi，使三極管的基極電流大于其臨界飽和值時，三極管處于飽和狀態(tài)，該電路的臨界基極飽和電流值為 。增大輸入電壓Vi，使三極管發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，三極管則處于放大狀態(tài)，此時 ， 。即 。① 截止?fàn)顟B(tài)。4．晶體三極管的開關(guān)特性 （1）三極管的工作狀態(tài) 三極管在電路中正常的工作狀態(tài)有截止、放大和飽和三種狀態(tài)。Ton與器件的結(jié)構(gòu)、材料有關(guān)，也與正向驅(qū)動電壓有關(guān)。當(dāng)Vi從UIL突變到UIH時，二極管并不立即導(dǎo)通，而是要經(jīng)過導(dǎo)通延遲時間td、上升時間tr之后才導(dǎo)通。toff=ts+tf 稱為二極管的關(guān)斷時間也稱反向恢復(fù)時間。，Ui是一開關(guān)信號，當(dāng)Ui從UIH突變到UIL時，二極管并不立即截止，而是要經(jīng)過存儲時間ts、下降時間tf之后才截止。3．二極管的開關(guān)特性在數(shù)字電路中，二極管常工作在開關(guān)狀態(tài)。 需要說明的是以上測量三極管都是采用模擬式指針萬用表，若采用數(shù)字式萬用表，則紅、黑兩測試表筆正好與指針式萬用表相反。（3）三極管性能的測量 測量三極管的性能最好的方法是利用晶體管特性圖示儀測量，它可直接將三極管的特性曲線顯示在屏幕上，從中可以測量出三極管的電流放大倍數(shù)、穿透電流、擊穿電壓等指標(biāo)。兩組值中阻值小的一次對應(yīng)的集電極電流較大，電流放大系數(shù)較大，說明BJT處于正向放大狀態(tài)，該次的假設(shè)是正確的。（b）所示，將萬用表置歐姆檔。然后將萬用表的黑表筆接基極，紅表筆依次接另外兩個電極，測得兩個電阻值，若兩個電阻值均很?。≒N結(jié)的正偏電阻），說明是NPN管；若兩個電阻值均很大（PN結(jié)的反偏電阻），說明是PNP管。（1）三極管類型和基極的判定 可以把BJT的結(jié)構(gòu)看作是兩個串接的二極管，（a）所示。三極管的主要特性是具有放大作用，即當(dāng)外加偏置電壓使三極管發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置時，三極管的集電極電流是其基極電流的β倍，一般小功率三極管的β范圍是50~200。發(fā)光二極管導(dǎo)通壓降比較高，且不同顏色的發(fā)光二極管導(dǎo)通壓降（、）不同，對于正向?qū)▔航荡笥?V以上的發(fā)光二極管，有的數(shù)字萬用表不能直接顯示其導(dǎo)通壓降數(shù)值。如果使用指針式模擬萬用表，首先將萬用表置于電阻檔“R100”或“R1k”處，將萬用表的紅、黑兩表筆接到二極管的兩端進(jìn)行測量其電阻，記下測量結(jié)果；然后將萬用表的兩表筆對調(diào)，再次測量二極管的電阻，若兩次測量結(jié)果相差很大，說明二極管是好的，并且測量電阻小的那次黑表筆所接的二極管一端是二極管的陽極。對于發(fā)光二極管，管腳長的是陽極，短的是陰極。普通小功率二極管的封裝一般為玻璃封裝和塑料封裝。兩者測量的阻值相差越大，半導(dǎo)體二極管的性能越好。 數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)2 晶體管性能測試及開關(guān)特性研究實(shí)驗(yàn)原理1．萬用表測量半導(dǎo)體二極管 半導(dǎo)體二極管和三極管是最基本和用途最廣泛的電子器件。二極管的基本特性是具有單向?qū)щ娦?，二極管正向偏置時，表現(xiàn)出一個幾百歐姆的電阻；當(dāng)二極管反向偏置時，呈現(xiàn)近似無窮大電阻。二極管的分類有整流二極管、檢波二極管、開關(guān)二極管、肖特基二極管、穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管等，不同種類的二極管其應(yīng)用場合不同。它們的外殼上均有表示陽極和陰極的標(biāo)記，標(biāo)有色道（一般黑色外殼二極管為白色道標(biāo)記；玻璃外殼二極管為黑色或紅色標(biāo)記）的為陰極極，另一端為陽極；對于貼片二極管，俯視時有色線的一端是陰極極，另一端是陽極。對于無標(biāo)記或標(biāo)記不清楚的二極管，可以采用萬用表來進(jìn)行判別。如果使用數(shù)字萬用表測量二極管，可以直接將數(shù)字萬用表量程開關(guān)打在“”處，將二極管的兩端分別接到萬用表的紅、黑表筆，觀察顯示屏上的顯示數(shù)字，正確顯示二極管導(dǎo)通數(shù)值的那次測量，紅表筆對應(yīng)的是二極管的陽極。2．萬用表測量半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管種類非常多，按其結(jié)構(gòu)分為NPN型和PNP型兩大類。根據(jù)三極管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可使用萬用表對其性能做簡單的測量。由圖可見，若分別測試be、bc、ce之間的正反向電阻，只有ce之間的正反向電阻值均很大（ce之間始終有一個反偏的PN結(jié)），由此即可確定c、e兩個電極之外的電極是基極b。 （a） （b） （2）三極管集電極和發(fā)射極的判定 利用BJT正向電流放大系數(shù)比反向電流放大系數(shù)大的特點(diǎn)，可以確定e極和c極。若是NPN管，則黑表筆接假定的c極，紅表筆接假定的e極，在b極和假定的c極之間接一個100kW的電阻（亦可用人體電阻代替），讀出此時萬用表上的電阻值，然后作相反的假設(shè)，（b）接好，重讀電阻值。對于PNP管，應(yīng)將紅表筆接假定的c極，黑表筆接假定的e極，其他步驟相同。使用萬用表也可以粗略的判定三極管的性能，例如對NPN型三極管電流放大倍數(shù)的估計是先將三極管的基極開路，黑表筆接集電極，紅表筆接發(fā)射極，測量其電阻并記下，然后用手將基極與假設(shè)的集電極捏緊（三極管兩只管腳不能短接），觀察表頭指針的擺動幅度，其幅度越大，電流的放大倍數(shù)越高。另外用數(shù)字萬用表測量三極管的電流放大倍數(shù)β非常簡單，只需將量程開關(guān)置于hFE處，把三極管插入對應(yīng)管型插座中，三極管的β值將直接顯示出來。當(dāng)二極管從導(dǎo)通到截止或從截止到導(dǎo)通所表現(xiàn)出的特性就是其開關(guān)特性。在ts期間二極管是導(dǎo)通的，其電流近等于；下降時間tf是二極管由導(dǎo)通到截止的時間，經(jīng)過tf之后，二極管才截止。toff與器件的結(jié)構(gòu)、材料有關(guān)，也與正向?qū)娏骱头聪螂娏饔嘘P(guān)。ton=td+tr稱為二極管的開通時間。二極管的關(guān)斷時間是影響其開關(guān)速度的主要因素。當(dāng)電路參數(shù)確定后，改變輸入電壓的大小，則可使三極管工作在不同的狀態(tài)，從而得到不同的輸出電壓值。當(dāng)輸入電壓減小使三極管的發(fā)射結(jié)偏置電壓小于其死區(qū)電壓（，）時，三極管截止。② 放大狀態(tài)。③ 飽和狀態(tài)。三極管飽和時輸出電壓 。輸入一個方波信號（大小在V1到+V1之間變化）。ton=td+tr稱為三極管的開通時間。toff=ts+tf稱為三極管的關(guān)斷時間。 實(shí)驗(yàn)3 集成門電路的參數(shù)測試實(shí)驗(yàn)原理 TTL和CMOS集成電路是目前生產(chǎn)量最多、應(yīng)用最廣泛、通用性最強(qiáng)的兩大主流數(shù)字集成電路，要正確應(yīng)用它們，首先要熟悉它們的主要參數(shù)。指與非門空載時電源總電流與電源電壓的乘積，即 式中ICC為與非門