福州大学集成电路应用实验一

《集成电路应用》课程实验实验一4053门电路综合实验学院：物理与信息工程学院专业:电子信息工程年级：2015级姓名：张桢学号：指导老师：许志猛实验一4053门电路综合实验一、实验目的：1.掌握当前广泛使用的74/HC/HCT系列CMOS集成电路、包括门电路、反相器、施密特触发器与非门等电路在振荡、整形、逻辑等方向的应用。2.掌握4053的逻辑功能，并学会如何用4053设计门电路。3.掌握多谐振荡器的设计原理，设计和实现一个多谐振荡器，学会选取和计算元件参数。二、元件和仪器：1.CD4053三2通道数字控制模拟开关2.万用表3.示波器4.电阻、电容三、实验原理：1.CD4053三2通道数字控制模拟开关CD4053是三2通道数字控制模拟开关，有三个独立的数字控制输入端A、B、C和INH输入，具有低导通阻抗和低的截止漏电流。幅值为4.5～20V的数字信号可控制峰-峰值至20V的数字信号。CD4053的管脚图和功能表如下所示4053引脚图4053的8种逻辑功能CD4053真值表根据CD4053的逻辑功能，可以由CD4053由4053电路构成如下图所示8种逻辑门（反相器与非门或非门、反相器、三态门、RS触发器、——RS触发器、异或门等）。输入状态接通通道])2)(()(ln[TDDTDDTDDTVVVVVVVRCT2.多谐振荡器的设计非门作为一个开关倒相器件，可用以构成各种脉冲波形的产生电路。电路的基本工作原理是利用电容器的充放电，当输入电压达到与非门的阈值电压VT时，门的输出状态即发生变化。因此，电路输出的脉冲波形参数直接取决于电路中阻容元件的数值。可以利用反相器设计出如下图所示的多谐振荡器这样的多谐振荡器输出的信号周期计算公式为：当RS≈2R时，若：VT=0.5VDD，对于HC和HCU型器件，有T≈2.2RC对于HCT型器件，有T≈2.4RC四、实验内容：1.验证CD4053的逻辑功能，用4053设计门电路，并验证其逻辑功能：（1）根据实验原理设计如下的反相器电路图：CD4053构成反相器电路（2）在面包板上连接电路。（3）验证逻辑功能：测试结果：0为低电平，1为高电平AX01102.设计多谐振荡器：（1）根据实验原理设计如下的电路图：4053构成的RC振荡器（2）在面包板上连接电路。（3）用示波器观察输出波形，记录输出信号的频率，与其和理论值进行对比：实验记录表格实际值理论值频率F480.8Hz454.5Hz理论值F=（1/T）≈（1/2.2RC）=454.5Hz五、实验总结：通过本次实验，我学习和了解了CMOS集成芯片的特点，明白了CMOS集成芯片在电路设计中的应用。通过运用4053设计门电路，我掌握了CD4053的逻辑功能，以及如何用4053设计各种门电路。同时，用设计出来的反相器，搭成多谐振荡器，我学会了如何选取并计算一个多谐振荡器的元件参数。