3 TTL Entegre Karakteristiği

TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
SAYISAL TASARIM LABORATUVARI
DENEY RAPORU
Deney No: 3
TTL Entegre Karakteristiği
Yrd.Doç. Dr. Ünal KURT
Arş. Gör. Ayşe AYDIN YURDUSEV
Öğrenci:
Adı
Soyadı
Numarası
Rapor Teslim
Tarihi
Hazırlık
Çalışması
%20
Laboratuvar
Çalışması
%30
Çalışma
Soruları %30
Düzen %20
Toplam
Deney raporu puanlandırılırken dikkat edilecek noktalar:
Hazırlık Çalışması: Hazırlık sorularıyla beraber tüm deney raporunu okuyup inceleyiniz. Benzetim programında devreyi
tasarlayınız. Sonuçları ve varsa soruları not alınız.
Laboratuvar Çalışması: Deneyi laboratuvarda gerçekleştirirken cihazları ve elemanları doğru şekilde kullanmaya özen
gösteriniz. Devreyi çalıştırınız. Devre çalışmıyorsa sorunun kaynağını bulunuz ve devreyi onarınız.
Çalışma Soruları: Tamamıyla kişisel araştırma ve çalışma ile soruları yeterince detaylandırarak cevaplayınız.
Düzen: Deney raporundaki kapağı kullanınız. Sayfa sırasına dikkat edeniz. Tüm sayfaları sol üst köşeden zımbalayınız.
İmla kurallarına ve üsluba dikkat ediniz. Resimlerin (devre şeması/dalga formu vb.) ayırt edilebilir olmasına dikkat ediniz.
Raporun temiz kalmasını sağlayınız.
Ön Bilgi
STANDART TTL ENTEGRELER
Standart TTL entegreler 74 veya 54 ile kodlanırlar. Her bir kapı iiçin 10mW güç
tüketimine sahiptirler. Ortalama yayılım gecikmesi 9ns ve hızı 35MHz’dir. SSI (kapı
devreleri ve FF olarak) ve MSI devrelerinde (kaymalı kaydedici, sayıcı, kod çözücü
olarak) kullanılırlar.
DÜŞÜK GÜÇ TÜKETİMLİ TTL (LOW POWER TTL-LTTL)
Bu TTL standart TTL ile aynı devre yapısına sahip olmasına rağmen devredeki
direnç değerleri artırıldığı için, devredeki akım dolayısıyla güç küçültülmüştür. Güç
kaybı her bir kapı için 1mW’a kadar düşürülmüştür fakat yayılım gecikmesi 33ns’ye
çıkmış, hızı 3MHz’e kadar yavaşlamıştır. Bu seri 74LXXXX ile adlandırılır.
YÜKSEK HIZLI TTL (HTTL- HIGH SPEED TTL)
Standart TTL serisindeki diren. Değerleri düşürülmüş ve çıkış transistörü darlington
bağlanmıştır.
Yayılım gecikmesi 6ns ve hızı 50MHz’dir. Hızlı olmasına karşın güç
tüketimi çok yüksek olduğu için (20mW), çok fazla kapının bulunduğu devrelerde çok
tercih edilmezler. Bu seri 74HXXXX ile adlandırılır.
SCHOTTKY (ŞOTKİ)TTL (STTL)
Standart TTL ailesinde transistörlerin doyum-kesim durumuna geçişleri gecikmeye
neden olur. Şoyki TTL’de ise transistörlerin tam olarak kesime gitmesi B-C arasına bir
şotki diyot bağlanarak engellenmiştir. Buna şotki engelleme diyotu (Schottky barier
diode- SBD) denir. bu diyot 0,25V ileri polarizasyon gerilimine sahiptir. Transistörün beyz
akımından üzerlerine akım çekerek transistörün kesime gitme hızını artırır. 74H serisi ile
aynı güç tüketimine sahip olmasına karşın iki kat hızlı olduğu için daha avantajlıdır. Bu
seri 74SXXXX ile adlandırılır.
DÜŞÜK GÜÇLÜ ŞOTKİ TTL (LOW POWER SCHOTTKY TTL-LSTTL)
Şotki TTL devresinde direnç değerleri büyülterek, devrenin düşük akım çekmesini
dolayısıyla düşük güç tüketmesini sağlayan TTL tipidir. 74LSXXXX ile adlandırılır. Yayılım
gecikmesi 9ns ve güç tüketimi 2mW’tır. Bu seri 74LSXXXX ile adlandırılır.
GERLİŞTİRİLMİŞ ŞOTKİ TTL (ADVANCED SCHOTTKY TTL-ASTTL) VE GELİŞTİRİLMİŞ
DÜŞÜK GÜÇLÜ ŞOTKİ TTL (ADVANCED LOW POWER SCHOTTKY TTL-ALSTTL)
Şotki TTL’lerin geliştirilmesiyle ALS ve AS tipi TTL’ler oluşturulmuştur. ALS tipi TTL’ler
ASTTL’lere göre daha hızlıdır ve daha az güç harcarlar. Bu avantajlarından dolayı
günümüzde yaygın şekilde kullanılmaktadır. Sadece fiyatları TTL tipine göre daha
yüksektir. 74ALSXXXX şeklinde adlandırılırlar.
Parametre
Yayılım Gecikmesi (ns)
Güç Tüketimi (mW)
Hız-Güç Üretimi (pj)
Max. Tetikleme Hızı
Fan Out
74
9
90
35
10
40
74L
33
33
3
20
16
74H
6
138
50
10
40
74S 74AS
3
1,7
60
13,6
125
200
20
40
20
15
74ALS
4
4,8
70
20
10
Deneyde 74LS00 (4 adet NAND kapısı) entegresi kullanılarak TTL entegrelerin
karakteristiği incelenecektir.
Aşağıda
entegrelere
parametrelerini
açıklayınız
ve
entegre
kullanma
kılavuzundan bulunan değerleri karşılarına yazınız.
Parametre
VIL(MAX)
VIH(MIN)
VOL(MAX)
VOH(MIN)
IOH
IOL
IIH
IIL
Fan Out
TPD-HL
TPD-LH
VN
Açıklama
Girişin “0” olması için olabilecek en yüksek gerilim seviyesi
Veri (Datasheet)
0.8V
Deney
a) Boşta çalışma karakteristiği
Kapının çıkışında herhangi bir yük bağlı değilken giriş-çıkış gerilimleri arasındaki
ilişkidir.
Aşağıdaki devreyi kurunuz ve giriş gerilimini artırarak çıkış gerilimini
gözlemleyiniz.
VGiriş
VÇıkış
b) Yüklü çalışma karakteristiği
Kapının çıkışında yük bağlı iken oluşan değilken giriş-çıkış gerilimleri arasındaki
ilişkidir.
Aşağıdaki devreyi kurunuz ve giriş gerilimini artırarak çıkış gerilimini
gözlemleyiniz.
VGiriş
VÇıkış
c) VOH - IOH karakteristiği
Kapının çıkışı lojik “1” olması durumunda, çıkışı lojik “0” durumuna getirmek için
zorlanması halinde oluşan V-I fonksiyonudur. Aşağıdaki devreyi kurunuz ve ayarlı
gerilim kaynağının gerilimini, kapı çıkışındaki gerilim ve kapıdan akan akımı ölçünüz.
Ayarlı
güç
kaynağı
VOH
IOH
d) VOL - IOL karakteristiği
Kapının çıkışını lojik 0 düzeyde tutmak isteyen giriş koşulları oluşmuş iken çıkışın lojik
1 düzeyine zorlanması halinde elde edilen V-I bağıntısıdır. Aşağıdaki devreyi kurunuz.
Ayarlı gerilim kaynağının gerilimini, kapı çıkışındaki gerilim ve kapıdan akan akımı
ölçünüz.
Ayarlı
VOL
güç
kaynağı
IOL
e) VGiriş − IGiriş Karakteristiği
V − I karakteristiği, çıkış yüksüz iken giriş gerilimi ile akımı arasındaki bağıntıdır.
Aşağıdaki devreyi kurarak Ayarlı güç kaynağını, Vgiriş ve I giriş değerlerini
gözlemleyiniz.
Ayarlı
VGiriş
güç
kaynağı
IGiriş
Çalışma Soruları
1) Deneyde bulduğunuz değerler entegre kullanım kılavuzundaki değerlerle
aynı mıdır? Her bir parametre için tek tek karşılaştırarak açıklayınız.
2) a,b,c,d ve e basamakları için karakteristikleri çiziniz.
3) Deneyde incelediğiniz parametreler için TTL-CMOS (CMOs Kapı-74HCT00)
ailelerini karşılaştırınız.