Mesures des paramètres des opérateurs logiques de base · 6- Le courant Ios du circuit de la...
10
Mesures des paramètres des opérateurs logiques de base But : Montrer les méthodes de mesures des différentes caractéristiques technologi- ques(niveaux logiques,temps, capacité...) des opérateurs logiques et tracer les différentes courbes caractéristiques des circuits intégrés logiques TTL et CMOS. Composants Matériel 1 CI 7400 (TTL) 1 alimentation continue régulée +5V 1 CI 4011 (CMOS) 1 générateur de fonctions 1 résistance 1 kΩ 1 voltmètre 1 résistance 10 kΩ 1 ampèremètre 1 potentiomètre linéaire 1 kΩ 1 oscilloscope 1 capacité 0.1 μF Montages : 0-5V +5V 7400 Fig.10 Vs S V A U _ + Ve Icc 10 k! Rapport d’expérience d’ électronumérique n°6 le 20 novembre 2006
Transcript of Mesures des paramètres des opérateurs logiques de base · 6- Le courant Ios du circuit de la...
Mesures des paramètres des opérateurs logiques de base
But : Montrer les méthodes de mesures des différentes caractéristiques technologi-ques(niveaux logiques,temps, capacité...) des opérateurs logiques et tracer les différentes courbes caractéristiques des circuits intégrés logiques TTL et CMOS.
Composants Matériel
1 CI 7400 (TTL) 1 alimentation continue régulée +5V
1 CI 4011 (CMOS) 1 générateur de fonctions
1 résistance 1 kΩ 1 voltmètre
1 résistance 10 kΩ 1 ampèremètre
1 potentiomètre linéaire 1 kΩ 1 oscilloscope
1 capacité 0.1 µF
Montages :
0-5V
+5V
7400
Fig.10
Vs
S
V
A
U_
+
Ve
Icc
10 k!
Rapport d’expérience d’ électronumérique n°6 le 20 novembre 2006
1 KHZ
+5V
Fig.11a
Entrée Y oscillo
G
Masseoscillo
1-10 k!
Entrée X oscillo (position DC)
0.1µFRL
Ve [V]
5V
1 2t[ms]
Fig. 11b
Rapport d’expérience d’ électronumérique n°6 le 20 novembre 2006
0-5V
+5V
Fig.12
Ioh
VU
_
+
Ve
10 k!
1 k!Voh
0-5V
+5V
Fig.13
IoL
VU
_
+
Ve
10 k!
1 k!VoL
+5V
Rapport d’expérience d’ électronumérique n°6 le 20 novembre 2006
0-5V
+5V
Fig.14
NC
mA
U_
+
Ve
10 k!
IiL
+5V
Fig.15
mA
Ios
Rapport d’expérience d’ électronumérique n°6 le 20 novembre 2006
+5V
Fig.16
mA
Icc
CMOS
0-5V
+5V
Fig.17
Vs
VU_
+
Ve
ie
10 k!
mA
V
Rapport d’expérience d’ électronumérique n°6 le 20 novembre 2006
Etapes:
N.B :
- Effectuer toutes les mesures dans les conditions définies par les fiches techniques (data sheets) des circuits considérés.
- Utiliser des voltmètres de grande résistance interne.
- Eviter l’échauffement des circuits intégrés en faisant des mesures rapides.
Circuit TTL de base (7400)
1- Circuit de la figure n°10 réalisé.
a- Tableau n°9 complété.
Ve[V] 0 0.5 0.8 1 1.2 1.5 1.7 2 2.5 3 3.5 4.5
Vs[V] 4 4.03 3.77 3.5 2.8 0 0 0 0 0 0 0
Tableau 9
a.1- courbe de transfert Vs = f(Ve) avec Ve max = 5 V
Rapport d’expérience d’ électronumérique n°6 le 20 novembre 2006
- De cette courbe l’on peut déduire que le seuil de basculement de l’opérateur logique 74LS00 se situe entre 1 et 1.5 Volts.
b- Le circuit fonctionne en inverseur car si l’on applique un niveau haut en entrée, la sortie sera au niveau bas et vice-versa.
c- La consommation statique de l’opérateur est de :
Icch = 11.3 mA pour un état de sortie à l’état haut.
Iccl = 13.8 mA pour un état de sortie à l’état bas.
En analysant ces résultats, on constate que l’intensité statique varie très peu que le circuit soit à l’état haut ou à l’état bas.
2-Circuit de la figure n°11 réalisé.
a- Générateur de signal triangulaire réglé à 1 kHz et l’amplitude à 5 V.
b- Signal appliqué à l’entrée x de l’oscilloscope(en haut sur la photo). La tension de sortie Vs est observée sur l’entrée Y de l’oscilloscope (en bas sur la photo).
réglé sur 1V/div et 0.5 ms/div
Rapport d’expérience d’ électronumérique n°6 le 20 novembre 2006
c- Courbe de transfert Vs = f(Ve) à Ve(max) =5 Volts.
De cette courbe on en déduit le seuil de basculement de l’opérateur logique.
Ut = 4 Volts (tension d’entrée)
La marge d’immunité au bruit est de 1 Volt et n’est pas indiquée dans les data sheets.
3- La tension Voh mesurée du circuit de la fig.12 est de 2.69 V avec Ioh max de -0.4 mA et une tension d’entrée de 0.8-1 volt .
4- La tension Vol mesurée du circuit de la fig.13 est de 0.28 V(0.2 V constructeur) avec 2.1 Volts à l’entrée et 16 mA à la sortie.
5- Le courant Iil du circuit de la fig.14 est de 0.612 mA ( il doit être de moins de 1.6 mA se-lon la datasheet .)
6- Le courant Ios du circuit de la fig.15 est de -27.6 mA ( il doit être de moins de -18 mA à -55 mA selon la datasheet .)
Rapport d’expérience d’ électronumérique n°6 le 20 novembre 2006
7- La courbe caractéristique d’entrée ie = f(ve) tirée du tableau ci-dessous, est réalisée avec le circuit de la fig.17.
Ve[V] 0 0.5 0.8 1 1.2 1.5 1.7 2 2.5 3 3.5 4.5
ie [mA] / / / -0.56 -0.49 0.03 0.11 0.13 0.16 0.20 0.23 0.30
En analysant cette courbe on se rend compte que le sens du courant s’inverse lors du basculement de l’opérateur logique.
Rapport d’expérience d’ électronumérique n°6 le 20 novembre 2006
Circuit CMOS de base (4011)
8- Courbe de transfert du circuit de la fig.10
9- La mesure du courant Ioh du circuit de la fig 12 est : 3.3 mA à Ve = 0 V
10- La mesure du courant Iol du circuit de la fig 13 est : – 3.7 mA à Ve = 5 V
11- La mesure du courant Icc du circuit de la fig 16 est : 0.22 mA
12- La mesure du courant Ios du circuit de la fig 15 est : 5.3 mA
13- En conclusion, je dirais que si l’on compare les deux générations d’opérateurs logi- ques, on se rend compte que le CMOS est plus “franc” dans son basculement que le TTL. On préférera donc les CMOS aux TTL, sauf si on veut passer des gros courants Il faut savoir aussi que les TTL sont moins fragiles.(électrostatique).
Rapport d’expérience d’ électronumérique n°6 le 20 novembre 2006
