tp_Portes logiques_2014-2015

SEN
TP2
Tp logique
Les portes logiques
1. Introduction aux opérateurs logiques
a.
Schéma
On utilise pour cette étude une petite partie de la maquette ci-contre qui est
construite autour d’un circuit intégré 4049.
Nous allons utiliser un seul inverseur, celui de gauche au bas de la
maquette. Noter tout d’abord qu’il est protégé par une résistance de 100 kΩ
pour limiter l’intensité qui le traverse (il ne peut dissiper qu’une puissance
de 100 mW)
Alimenter la maquette sous une tension de E = 5V.
b.
Etablissement de la table de vérité
b.1. Etude des tensions
Brancher 2 voltmètres pour mesurer les tensions d’entrée U e et de sortie Us de
l’inverseur.
Ue = 0 (relier l’entrée de l’inverseur à la borne marquée « 0 », Us ≈ ………….
Ue = E (relier l’entrée de l’inverseur à la borne marquée « 1 », Us ≈ …………….
b.2. Table de vérité
Compléter la table de vérité ci-dessous :
e
s
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SEN
TP2
Tp logique
c.
Caractéristique de transfert
c.1.
Manipulation
Rajouter un générateur de tension réglable (attention aux compatibilités de
bornes avec l’alimentation précédente)
Faire vérifier le montage avant de mettre le générateur de tension réglable
sous tension.
Faire varier la tension d’entrée Ue de 0,2 V en 0,2 V et de 0 à E (ne pas
dépasser E = 5 V) et relever la tension de sortie Us. Faire un tableau de
relevés.
c.2. Résultats
Noter les résultats dans un tableau et tracer la courbe Us = f (Ue)
Pour quelle valeur de Ue y a-t-il basculement ?
2. Synthèse
a.
Travail demandé :
Faire une synthèse sur la porte logique :
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SEN
TP2
Tp logique
3. Portes logiques à 2 entrées
a.
Présentation des portes logiques de la série CMOS 4000
Les portes logiques de la famille CMOS 4000 sont des circuits intégrés à 14 pattes.
Un petit ergot permet un repérage correct des pattes.
14
Dans toute la famille CMOS 4000, l’alimentation
doit être comprise entre 3 et 18 V.
Cette alimentation se fait toujours entre les pattes
7 (0V) et 14 (Vcc).
13
12
11
10
9
8
V+
0V
3
1
2
4
5
6
7
Le circuit ci-contre comporte 4 portes logiques à 2
entrées et une sortie.
Par exemple, les pattes 12 et 13 constituent les entrées correspondantes à la sortie
11.
b.
Objectif
Vous disposez de plusieurs circuits intégrés qui sont des portes logiques
appartenant à la famille CMOS 4000.
Ils portent les numéros :
4001
4011
4070
4071
4081
L’objectif de la séance est d’établir leur table de vérité à l’aide du montage décrit cidessous et d’identifier chaque porte en comparant sa table de vérité obtenue avec la
base de données de la 1ère séance.
c.
Montage
Le montage sera alimenté sous une tension de +15 V.
On réservera sur la plaquette d’essai P60 une ligne +15 V et une ligne 0 V.
Chaque entrée sera protégée par une résistance de 100 kΩ.
L’état de la sortie sera donné par une diode protégée par une résistance de 470 Ω.
Exemple pour la porte : entrées 13 et 12 - sortie 11
Ligne + 5 V
E2
E1
100 k Ω
100 k Ω
S
14
13
12
11
10
9
8
V+
0V
1
2
3
4
5
6
Ligne 0 V
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SEN
TP2
Tp logique
Faire vérifier impérativement le montage avant de le mettre sous tension (au
risque de détériorer le circuit intégré).
Ensuite, il suffira de changer seulement le circuit intégré, en prenant la précaution
de couper l’alimentation lors du changement.
d.
Travail écrit demandé
Donner la table de vérité expérimentale pour chaque circuit intégré en indiquant
son numéro.
En déduire la fonction logique associée et donner le symbole de la porte
correspondante.
E1
E2
S
E1
E2
S
E1
E2
S
E1
E2
S
e.
E1
E2
S
Documents possibles à consulter
http://mpimichelet.free.fr/portes-logiques.html
f.
Travail demandé :
Faire une phrase synthèse sur chaque porte logique :
4001 :_____________________________________________________________________________
4011 :_____________________________________________________________________________
4070 :_____________________________________________________________________________
4071 :_____________________________________________________________________________
4081 :_____________________________________________________________________________
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