高中物理 數(shù)字化電學(xué)實(shí)驗(yàn)：非門素材 新人教版選修3-1

1、非門（課程標(biāo)準(zhǔn)教科書人教版選修3-1第78頁(yè)）實(shí)驗(yàn)原理： 圖 1圖1是集成電路非門的引腳圖，邏輯非門工作時(shí)，需要把接到穩(wěn)壓電源的正極，把接到穩(wěn)壓電源的負(fù)極，因?yàn)樵厦婕?塊獨(dú)立的非門，在實(shí)驗(yàn)中只需要使用一個(gè)就可以了，因此把作為輸入端，接輸入電壓，把作為輸出端，接輸出電壓，下面是非門的在電路中的通用邏輯符號(hào)和真值表。 圖 2 輸入A輸出L1001 表 1 當(dāng)然非門也可以用晶體三極管做成，采用圖3中的電路圖就可以實(shí)現(xiàn)該邏輯功能。 圖 3電路中，電容器。當(dāng)輸入低電壓時(shí)，基極b和發(fā)射極e之間沒有足夠的電壓，因此三極管基本處于截止?fàn)顟B(tài)，集電極c與發(fā)射極e之間相當(dāng)于一個(gè)非常大的電阻，因此輸出電壓為高電

2、壓；當(dāng)輸入高電壓時(shí)，三極管可以產(chǎn)生很大的集電極電流，相應(yīng)的輸出電壓為低電壓。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私夥情T的邏輯作用。實(shí)驗(yàn)裝置：電子計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)采集器，兩個(gè)電壓傳感器，電阻箱，非門集成電路或者晶體三極管或者邏輯門電路板，直流電源，導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)步驟：1先按電路圖連接各個(gè)器件，并注意集成電路的引腳位置，把接到穩(wěn)壓電源的正極，把接到穩(wěn)壓電源的負(fù)極；2將兩個(gè)電壓傳感器與數(shù)據(jù)采集器的1，2通道連接，然后將數(shù)據(jù)采集器與計(jì)算機(jī)連接，進(jìn)入“TriE iLab”數(shù)字化信息系統(tǒng)；3把兩個(gè)電壓傳感器的信號(hào)輸入端的導(dǎo)線分別短接，對(duì)電壓傳感器進(jìn)行校零，將電壓傳感器的兩個(gè)信號(hào)輸入端的負(fù)極都接到穩(wěn)壓電源的負(fù)極，也就是電路中的地，然后

3、把連接1通道的電壓傳感器的信號(hào)正極接到非門的腳，把連接2通道的電壓傳感器的信號(hào)正極接到非門的腳；4打開模板“非門”，在采集間隔和采集數(shù)量窗口輸入合適的數(shù)值，點(diǎn)擊開始按鈕，然后輸入端分別與高電壓與低電壓接觸，觀察輸出結(jié)果；5實(shí)驗(yàn)也可以采用圖3中的電路進(jìn)行實(shí)施，只要把將電壓傳感器的兩個(gè)信號(hào)輸入端的負(fù)極都接到穩(wěn)壓電源的負(fù)極，也就是電路中的地，然后把連接1通道電壓傳感器的信號(hào)正極接到輸入端正極，然后把2通道電壓傳感器的信號(hào)正極接到輸出端正極，就可以按相似的步驟完成實(shí)驗(yàn)了。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與分析：1采用集成電路做出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，輸入低電平（約0.41V）時(shí)，輸出高電平（約5.19V）；輸入高電平（約4.62V）時(shí)，輸出低電平（0.00V），實(shí)現(xiàn)了邏輯非。2采用晶體三極管電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果同樣可以看出，輸入高電平（約4.19V）時(shí)，輸出低電平（