福州大学集成电路应用实验一 - 图文

《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 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

4053的8种逻辑功能

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：

T??RCln[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

VT(VDD?VT)](VDD?VT)(2VDD?VT)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

A 0 1 X 1 0

2. 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 频率F 实际值 480.8Hz 理论值 454.5Hz 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。

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