對數(shù)字集成電路進行檢測,就是檢測其輸入引腳與輸出引腳之間邏輯關系是否存在。由于數(shù)字集成電路種類太多,完成的邏輯功能又多種多樣,逐項檢測其指標高低是不現(xiàn)實的。比較簡便易行的方法是,用萬用表檢測集成電路各引出腳與接地引腳之間的正、反向電阻值(即內(nèi)部電阻值),并與正品的內(nèi)部電阻值比較,便能很快確定被測集成電路的好壞。實踐證明,這種檢測數(shù)字集成電路好壞的方法是行之有效的,既適用于早期生產(chǎn)的 TTL 型數(shù)字電路,也適用于近幾年生產(chǎn)的 MOS 集成電路。為防止檢測 MOS 型數(shù)字電路時靜電高壓將其損壞,應盡量避免其輸入端懸空,手腕上最好套一個接大地的金屬箍。如需要用烙鐵焊接時,烙鐵要良好接地(可用三芯插頭),或者拔下電源后再進行焊接,以避免烙鐵因漏電而將其損壞。
在數(shù)字電路中,最基本的邏輯電路是門電路。用門電路可以組成各種各樣的邏輯電路,因而門電路在數(shù)字電路中應用最多?;谶@兩方面的原因,下面主要介紹一下門電路性能的簡便檢測方法,簡要介紹一下觸發(fā)器、計數(shù)器的檢測方法。
門電路的基本形式有“與”門、“非”門、“或”門、“與非”門、“或非”門,其代表符號和邏輯功能見表9-6。需指出的是,數(shù)字電路中的邏輯關系有正邏輯與負邏輯之分。若規(guī)定高電平為“1”,低電平為“0”,稱為正邏輯;反之,若規(guī)定高電平為“0”,低電平為“1”,則稱為負邏輯。
▼表9-6 幾種門電路邏輯功能比較
下面以“與非”門電路作為例子,介紹一下其引腳判別及主要技術指標的檢測方法,其余類型數(shù)字電路的檢測方法,限于篇幅不再贅述。典型TTL“與非”門的主要參數(shù)見表9-7。
▼表9-7 典型TTL“與非”門的主要參數(shù)
注:*指用示波器測試tpt時,“與非”門輸入端應接幅度為3V、頻率為2MHz的方波信號。
“與非”門電路及其他數(shù)字電路電源引腳與接地引腳的安排方式有兩種:左上角最邊上的一只為電源引腳,右下角最邊上的一只為接地腳,如圖 9-20 所示;上邊中間一只為電源引腳,下邊中間一只為接地引腳,如圖 9-21 所示。這兩種引腳的安排方式,前一種最多,后一種較少,且多為國產(chǎn)老型號。
圖9-20 數(shù)字電路的電源引腳和接地引腳
圖9-21 老型號數(shù)字電路的電源引腳和接地引腳
數(shù)字電路電源引腳與接地引腳之間,其正、反向電阻值一般均有明顯的差別。紅表筆接電源引腳、黑表筆接接地引腳測出的電阻為幾千歐,紅表筆接接地引腳、黑表筆接電源引腳測出的電阻為十幾千歐、幾十千歐甚至更大。根據(jù)這兩種方法,一般不難檢測出其電源引腳和接地引腳。
根據(jù)門電路輸入短路電流值不大于2.2 mA、輸出低電平電壓不大于0.35V的特點,即可方便地檢測出它的輸入引腳和輸出引腳。將待檢測門電路電源引腳接+5V電壓,接地引腳按要求接地。然后利用萬用表依次檢測各引腳與接地腳之間的短路電流,如圖 9-22 所示。若其值低于2.2mA,則說明該引腳為其輸入引腳,否則便是輸出引腳。另外,當“與非”門的輸入端懸空時,相當于輸入高電平,此時其輸出端應為低電平,根據(jù)這一點可進一步核實一下它的輸出引腳。具體方法是:將萬用表撥在直流10V擋,檢測輸出引腳的電壓值,此值應低于0.4V。
對CMOS 與非門電路,用萬用表R × 1k 擋,以黑表筆接其接地引腳,用紅表筆依次檢測其他各引腳對接地引腳之間的電阻值,其中阻值稍大的引腳為“與非”門的輸入端,而阻值稍小的引腳則為其輸出端。這種方法同樣適用于“或非”門、“與”門、反相器等數(shù)字電路。
圖9-22 輸入與輸出引腳的檢測
將“與非”門的電源引腳接5V電壓,接地引腳按要求正確接地,萬用表撥在直流10V擋,黑表筆接地、紅表筆接其任一個輸出引腳,如圖 9-23 所示。用一根導線,依次將其輸入引腳與地短路,并注意觀察輸出電壓的變化。所有能使輸出引腳電壓由低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖剑ù笥?.7V)的輸入引腳,便是同一個“與非”門的輸入引腳。然后將紅表筆移到另一個輸出引腳上,重復上述實驗,便可找出與該輸出端相對應的所有輸入引腳,它們便組成了另一個“與非”門。有幾個輸出引腳,就說明該集成電路由幾個“與非”門組成。
圖9-23 “與非”門輸入、輸出引腳的檢測
順便指出,對任何一個輸出引腳電壓變化都沒有影響的引腳,可認為是空腳或該引腳內(nèi)部斷線,這樣的引腳在使用中可將其剪掉。另外,當該集成電路的所有引腳功能檢測出來以后,最好畫出如圖9-24所示的功能方框圖,以方便使用。
圖9-24 數(shù)字電路功能方框圖