Порядок выполнения работы.

Аппаратура: осциллограф, стенд ИСЭЛ, приставка КМОП.

Исследуемый элемент КМОМ располагается на специальной приставке, описание которой приведено в разд. 1.3.3.

Определить логическую функцию, реализуемую элементом.

Совместно всей бригадой выполняются следующие пункты лабораторной работы:

1. Получить совмещенные ХВВ элемента при напряжении питания E_n = + 5В и + 10В. Определить U⁰_гр иU¹_гр и помехоустойчивость. (для ненагруженной схемы).

2. Входная характеристика для КМОП - схем не снимается.

4. Получить выходные (нагрузочные) характеристики U⁰_вых = f(I_нагр); U¹_вых = f(I_нагр).. Определить I¹_н.мaкc (при U_выx = E_п —0,5В) и I⁰_н.мaкc (при U_выx = 0,5B).

4. Снять осциллограмму импульсного сигнала на входе и выходе исследуемой схемы. Замерить динамические параметры сигнала t⁰¹, t¹⁰, t_p, t_зр⁰¹, t_зр¹⁰ на выходе ненагруженной схемы.

5. Получить зависимости динамических параметров сигнала на выходе схемы в зависимости от величины емкостной нагрузки.

6. Снять соотнесенные осциллограммы напряжения на сопротивлении в цепи питания и импульсного сигнала на выходе элемента. Определить максимальное и среднее за период значение тока потребления.

После выполнения бригадного задания каждый студент индивидуально выполняет УИРС.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА.

На первом листе (вслед за титульным) приводится рисунок схемы базового элемента., таблица значений функции на выходе элемента для каждой комбинации входного сигнала, минимальный кодовый набор, используемый для проверки правильности функционирования схемы.

Бригадное задание:

1. По экспериментальной ХВВ определить величины U⁰_гр, U¹_гp, вычислить DU⁰_n и DUⁱ_п для двух значений Е_П и результаты записать в табл. 5.2.

2. Входная характеристика отсутствует.

3. По экспериментальной выходной характеристике определить I⁰_{н макс} и I¹_{н макс}. Вписать в табл. 5.1.

4. Указать на экспериментально снятой осциллограмме величины замеренных динамических параметров схемы. Вписать в табл. 4.3.

5. Построить зависимости сигнала t⁰¹, t¹⁰, t_p, t_зр⁰¹, t_зр¹⁰ от емкостной нагрузки и оценить ее влияние на максимальную частоту работы схемы.

6. Отметить влияние переключения схемы, при подаче на вход импульсного сигнала, на напряжение на сопротивлении в цепи питания. Построить осциллограммы с показанными и оцифрованными значениями D I¹_П и D I⁰_П .

Задание по УИРС

Оформить результаты УИРС в соответствии с порядком выполнения УИРС, составленным при предварительной подготовке к работе. Сделать выводы по полученным результатам.

Варианты УИРС.

1. Снять зависимость броска тока потребления от величины E_n.

2. Определить зависимость С_н.макс от рабочей частоты КМОП элемента, считая, что время t⁰¹ должно быть не больше 0,2 T, где T — период входного сигнала.

3. Определить U_пор транзисторов КМОП элемента.

4. Снять зависимость t⁰¹ от емкости нагрузки по двум, трем и четырем входам.

5. Снять зависимость t¹⁰ от емкости нагрузки по двум, трем и четырем входам.

6. Снять зависимость t¹⁰_зр от величины E_n.

7. Определить зависимость DU¹_П и DU⁰_П от величины Е_П.

8. Определить U¹_вх.мин, при котором элемент будет нормально работать в динамике.

9. Определить U⁰_{вх.макс}, при котором элемент будет нормально работать в динамике.

Вопросы для самоподготовки.

1. Чем объясняется то, что КМОП схема потребляет малый ток от источника питания?

2. Можно ли объединять по выходу КМОП схемы?

3. Чем ограничено снизу напряжение питания КМОП схем?

4. Почему с ростом напряжения питания увеличивается абсолютная помехоустойчивость КМОП схем?

5. Чем объясняется высокая относительная помехоустойчивость КМОП схем?

6. Назовите необходимые внешние условия, при которых КМОП схемы не потребляли бы тока от источника питания.

7. Чем объясняется возможность работы КМОП схем при различных напряжениях литания?

8. Меняется ли величина броска тока потребления при переключении КМОП схемы из 0 в 1 и наоборот?

9. Можно ли выбрать величину напряжения питания для КМОП схем так, чтобы динамического потребления тока при переключении схемы не происходило?

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

ПРИМЕР ОФОРМЛЕНИЯ ОТЧЕТА.

(на бригаду оформляется один отчет на листах формата А4, все временные диаграммы выполняются на миллиметровой бумаге)

Московский государственный университет путей

сообщения (МИИТ)