福州大學(xué)集成電路應(yīng)用實(shí)驗(yàn)一

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《集成電路應(yīng)用》課程實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)一 4053門電路綜合實(shí)驗(yàn) 學(xué)院： 物理與信息工程學(xué)院 專業(yè): 電子信息工程 年級(jí)： 2015級(jí) 姓名： 張 楨 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)老師： 許志猛 實(shí)驗(yàn)一 4053門電路綜合實(shí)驗(yàn) 1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 1. 掌握當(dāng)前廣泛使用的74/HC/HCT系列CMOS集成電路、包括門電路、反相器、施密特觸發(fā)器與非門等電路在振蕩、整形、邏輯等方向的應(yīng)用。 2. 掌握4053的邏輯功能，并學(xué)會(huì)如何用4053設(shè)計(jì)門電路。 3. 掌握多諧振蕩器的設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)多諧振蕩器，學(xué)會(huì)選取和計(jì)算元件參數(shù)。 2、 元件和儀器： 1. CD4053三2通道數(shù)字控制模擬開關(guān) 2. 萬用表 3. 示波器 4. 電阻、電容 3、 實(shí)驗(yàn)原理： 1.CD4053三2通道數(shù)字控制模擬開關(guān) CD4053是三2通道數(shù)字控制模擬開關(guān)，有三個(gè)獨(dú)立的數(shù)字控制輸入端A、B、C和INH輸入，具有低導(dǎo)通阻抗和低的截止漏電流。幅值為4.5～20V的數(shù)字信號(hào)可控制峰-峰值至20V的數(shù)字信號(hào)。CD4053的管腳圖和功能表如下所示 4053引腳圖 CD4053真值表 輸入狀態(tài) 接通通道 根據(jù)CD4053的邏輯功能，可以由CD4053由4053電路構(gòu)成如下圖所示8種邏輯門（反相器與非門或非門、反相器、三態(tài)門、RS觸發(fā)器、——RS觸發(fā)器、異或門等）。 4053的8種邏輯功能 2.多諧振蕩器的設(shè)計(jì) 非門作為一個(gè)開關(guān)倒相器件，可用以構(gòu)成各種脈沖波形的產(chǎn)生電路。電路的基本工作原理是利用電容器的充放電，當(dāng)輸入電壓達(dá)到與非門的閾值電壓VT時(shí)，門的輸出狀態(tài)即發(fā)生變化。因此，電路輸出的脈沖波形參數(shù)直接取決于電路中阻容元件的數(shù)值。 可以利用反相器設(shè)計(jì)出如下圖所示的多諧振蕩器 這樣的多諧振蕩器輸出的信號(hào)周期計(jì)算公式為： 當(dāng)RS≈2R時(shí)，若：VT=0.5VDD，對(duì)于HC和HCU型器件，有 T≈2.2RC 對(duì)于HCT型器件，有 T≈2.4RC 4、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1. 驗(yàn)證CD4053的邏輯功能，用4053設(shè)計(jì)門電路，并驗(yàn)證其邏輯功能： （1） 根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)如下的反相器電路圖： CD4053構(gòu)成反相器電路 （2） 在面包板上連接電路。 （3） 驗(yàn)證邏輯功能： 測(cè)試結(jié)果：0為低電平，1為高電平 A X 0 1 1 0 2. 設(shè)計(jì)多諧振蕩器： （1） 根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)如下的電路圖： 4053構(gòu)成的RC振蕩器 （2） 在面包板上連接電路。 （3） 用示波器觀察輸出波形，記錄輸出信號(hào)的頻率，與其和理論值進(jìn)行對(duì)比： 實(shí)驗(yàn)記錄表格 實(shí)際值 理論值 頻率F 480.8Hz 454.5Hz 理論值F=（1/T）≈（1/2.2RC）= 454.5Hz 5、 實(shí)驗(yàn)總結(jié)： 通過本次實(shí)驗(yàn)，我學(xué)習(xí)和了解了CMOS集成芯片的特點(diǎn)，明白了CMOS集成芯片在電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。通過運(yùn)用4053設(shè)計(jì)門電路，我掌握了CD4053的邏輯功能，以及如何用4053設(shè)計(jì)各種門電路。同時(shí)，用設(shè)計(jì)出來的反相器，搭成多諧振蕩器，我學(xué)會(huì)了如何選取并計(jì)算一個(gè)多諧振蕩器的元件參數(shù)。