我们做了一个TTL集成电路逻辑电平测试笔,可用来测出集成电路的输出高电平V\(_{cg}\)和输出低电平Vcd(V\(_{cg}\)从2.7V~4.2V,Vcd小于0.8V)。测试笔用了一块TTL单与非门5JZ12(或7MY13也可以),二个磷砷化镓发光二极管BT201和BT203,和一个2CK(或2CP)系列的二极管,电路图见图1。当测试笔的输入端接触到高电平“1”时,只要V\(_{cg}\)>1.8V,5JZ12即开门,输出低电平。输入电流Isr分为两路(见图2),一路I\(_{re}\)流向5JZ12的T1管,I\(_{re}\)<20μA;另一路(Isr的绝大部分)流向D\(_{1}\)和D2支路。D\(_{1}\)的压降为0.7V,发光二极管D2的额定工作电压为1.5~2V,额定工作电流为20mA,所以只要输入电压大于2.2V,发光二极管D\(_{2}\)即开始发亮。D2(BT201型)是红色透明的,当有10mA以上电流流过时即发出红光,表示被测组件的输出为高电平。此时5JZ12输出为低电平,小于0.35V,所以D\(_{3}\)不会发亮。D1的作用是避免测试笔影响所测线路的工作状态,如果不用D\(_{1}\),则当被测电路原是高电平状态时,加上测试笔后,就被箝位至发光二极管的饱和压降(1.5V左右),使被测电路的下一级变为低电平(<1.8V)输入了。同时D1也起到了在高电压下保护D\(_{2}\)的作用,使D2的电流不致过大(D\(_{2}\)极限工作电流为70mA)。输入端接高电平从2.2V到5V都可使D2发光,当用测试笔来检查5V电子时(例如检查5V电源时),最好在测试笔输入端串接一只100Ω电阻。不用电阻,短时间测试5V问题不大。


当测试笔的输入端接低电平“0”时,输入电压V\(_{cd}\)<0.8V,这时D2不会发亮,5JZ12关门,输出高电平>2.7V,足可保证D\(_{3}\)发亮。D3(BT203型)是环氧本色透明的,发亮时中间亮红光。也可用来检查电源的地线是否接上。
当有时钟脉冲(或计数脉冲)信号输入时,待查点的电平从“1”到“0”,又从“0”到“1”,测试笔的两个发光二极管便会交替发光,当频率不高时,可以看到发光二极管的闪光(因发光二极管响应速度快)。
如果待检查的组件输出高电平比较低(V\(_{cg}\)=1.5~2V),如七段磷砷化镓数码管的译码器5G723、5G724的输出,此时只要取掉D1,即可正常工作。
图3为印刷电路板接线示意图,图4是用有机玻璃车成的笔头和笔杆,笔头的内外要车得比较光滑,最好能抛光,里面用牙膏打磨,使透明度高些。笔头和笔杆、笔杆和铜头都是用丝扣连接的,以便于装拆。电源线和地线焊在印刷板上后从笔头上的小孔穿出来。磷砷化镓发光二极管用的是苏州半导体器件一厂的产品。(李遇杰)

