《数字电子技术基础第二版》2.2集成逻辑门电路.pptVIP

2.2 集成电路及数字逻辑系列 上页 下页 后退 模拟电子 数字电子技术基础 上页 下页 返回 2.2.1 集成电路的基本概念 集成电路(Integrated Circuit，简称IC) 就是把电路中的半导体器件、电阻、电容及导线制作在一块半导体基片(芯片)上，并封装在一个壳体内所构成的完整电路。 数字集成电路就是用来处理数字信号的集成电路。 与分立元件电路相比，集成电路具有重量轻、体积小、功耗低、成本低、可靠性高和工作速度高等优点。 1. 集成电路的特点 (1) 按集成度可分为 a. 小规模集成电路(SSI-Small Scale Integration)， 每片组件内包含10~100个元件(或10~20个等效门)。 b. 中规模集成电路(MSI-Medium Scale Integration)，每片组件内含100~1000个元件(或20~100个等效门)。 逻辑门和触发器是目前常用的SSI。 译码器、 数据选择器、 加法器、 计数器、 移位寄存器等组件是常用的MSI。 2. 数字集成电路的分类 c. 大规模集成电路(LSI-Large Scale Integration)， 每片组件 内含1000~100 000个元件(或100~1000个 等效门)。 d. 超大规模集成电路(VLSI-Very Large Scale Integration)， 每片组件内含100 000个以上的元件(或1000个以上等效门)。 常见的LSI、 VLSI有只读存储器、 随机存取存储器、 微处理器、 单片微处理机、 位片式微处理器、 高速乘法累加器、 通用和专用数字信号处理器等。 此外还有专用集成电路ASIC， 如可编程逻辑器件PLD。 PLD是近十几年来迅速发展的新型数字器件， 目前应用十分广泛， (2) 按电路内部有源器件的不同可分为 a. 双极型晶体管集成电路 (c) 晶体管—晶体管逻辑(TTL-Transistor Transistor Logic) (d) 射极耦合逻辑(ECL-Emitter Coupled Logic) (e) 集成注入逻辑(I2L-Integrated Injection Logic) 主要有: (a)电阻晶体管逻辑（RTL-Resistor Transistor Logic) (b) 二极管晶体管逻辑（DTL -Diode Transistor Logic) b. MOS(Metal Oxide Semiconductor)集成电路 主要有：NMOS、 PMOS和CMOS等几种类型。 目前已生产了BiCMOS器件，它由双极型晶体管电路和MOS型集成电路构成，能够充分发挥两种电路的优势， 缺点是制造工艺复杂。  TTL和CMOS集成电路的特点： (a) TTL集成电路工作速度高、 驱动能力强，但功耗大、集成度低； (b) MOS集成电路集成度高、功耗低，但工作速度略低，超大规模集成电路基本上都是MOS集成电路。 2.2.2 常用数字逻辑系列和参数介绍 1、TTL和CMOS系列简介 在数字逻辑系列中，目前主要使用的是TTL系列和CMOS系列。 TTL主要有74系列，它是国际上通用的标准电路。 TTL主要系列： 标准系列（74??系列） 高速型（74H??系列、74F??） 1) TTL 肖特基（Schottly）型（74S??系列） 低功耗肖特基型（74LS??系列） 改进低功耗肖特基型（74ALS??系列） 改进肖特基型（74AS??系列） 低功耗型（74L??系列） 国际上通用的CMOS数字电路主要有： 2）CMOS 我国上海元件五厂也开发了CC4000B系列，CC4000B系列与国际上同序号产品可互换使用。 美国RCA公司开发的CD4000系列 美国摩托罗拉公司开发的MC14500系列（即4500） 民用74高速CMOS系列电路（54系列为军用系列），其逻辑功能及外引线排列与相应的TTL74系列相同，工作速度相当，而功耗却大大降低。 74HC系列,为CMOS电平。 74系列常用的有两类： 74HCT系列为TTL电平，可以与同序号TTL74系列互换使用。 74BiCMOS系列是将高速双极型晶体管和低功耗CMOS相结合构成的低功耗和高速的数字逻辑系列。 2. 集成电路的主要参数 1) 逻辑电平 在实际应用中，由于噪声的影响不能如此精确的定义逻辑0和逻辑1，而是定义两个电压范围来表示逻辑0和逻辑1。 理想的逻辑1定义为器件的电源电压值，逻辑0为0V。 逻辑0电压范围 不确定区域 逻辑1电压范围 0V 电源值 电压 不同逻辑系列这个范围有所不同，同一器件输入和输出数字信号的逻辑0