集成逻辑门 数字集成电路的分类 各种系列门电路的性能比较 数字集成电路型号的命名法 MOS,ECL器件型号组成符号意义 TTL与非门的工作原理 TL与非门的特性与参数 集电极开路(OC)门 三态门 CMOS逻辑器件的三大系列 退出
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数字集成电路的分类 1/74系列 按工艺结构区分: 54H/74H系列 TL电路+.54Ls74S系列 HL电路54AS74A系列 ★双极型十ECL电路,54ALS74ALS系列 IL电路 4000系列 CMOS电路+·54HC74HC系列 1按工艺区分十*MOS型+NMOS电路4HC7Hc.系列 OS电路 ★Bi-CMOS型 目录)( 退出
数字集成电路的分类 一.按工艺结构区分： 1.按工艺区分 IIL电路 •54/74系列 •54H/74H系列 •54LS/74LS系列 •54AS/74AS系列 •54ALS/74ALS系列 CMOS电路 NMOS电路 PMOS电路 ECL电路 HTL电路 TTL电路 •54HC/74HC系列 •54HTC/74HTC系列 •4000系列 Bi-CMOS型 MOS型 双极型 目录 退出
推拉式输出或CMOS反向器输出 2按输出结构区分十oC输出或OD输出 三态输出 按集成度(单个芯片所含门的个数)区分: 1小规模集成电路(Smal! Scale Integration,Ss,10 门以下/片) 2中规模集成电路( Medium Scale Integration,MSI, 100门以下/片) 3大规模集成电路( Large Scale Integration,LSI,1000 门以上/片) 4超大规模集成电路( Very Large Scale Integration, VLSI10000门以上/片) 目录)( 退出
2.按输出结构区分 推拉式输出或CMOS反向器输出 OC输出或OD输出 三态输出 二.按集成度（单个芯片所含门的个数）区分： 1.小规模集成电路（Small Scale Integration，SSI，10 门以下/片） 2.中规模集成电路（Medium Scale Integration，MSI， 100门以下/片） 3.大规模集成电路（Large Scale Integration，LSI，1000 门以上/片） 4.超大规模集成电路（Ｖery Large Scale Integration, VLSI,10000门以上/片) 目录 退出
三按数字系统设计方法分类 1.通用型中规模(MSI),小规模(SSI)集成逻辑件 *2由软件组态的大规模(LSI),超大规模(VLSI 集成逻辑器件,如微处理器、单片机、通用和专用数 字信号处理器等。 全定制 3,专用集成电路ASC。半定制 PROM PLD PLA PAL GAL CPLD FPGA 目录)( 退出
三.按数字系统设计方法分类: 目录 退出 1.通用型中规模（MSI），小规模（SSI）集成逻辑件。 2.由软件组态的大规模（LSI ），超大规模（VLSI） 集成逻辑器件，如微处理器、单片机、通用和专用数 字信号处理器等。 3.专用集成电路ASIC。 * * * 全定制 半定制 PLD PROM PLA PAL GAL CPLD FPGA
各种系列门电路的性能比较 系列 TTL CMOS 参数 ECL Vcc/V 74|74LS74As74ALS4074HC10K100K VIH(min)/V 5 5 5 -5. -4.5 ViL(min)/V 2.0 2.0 2.0 3.5 3.5 -12 VoH(min)/v 0.8 0.8 0.8 15 1.0 -14 -1.4 Vo(min)/V 2.4 2.7 4.4 -0.9 -0.9 loH(min)mA -04|-0.4 2 -04|-051 loL(min)/mA16 8 8 0.51 Tpd/ns 1.5 0.75 P(功耗们门)mW10 2 20 510e-35*10e325 40 目录) 退出
各种系列门电路的性能比较 系列 参数 TTL CMOS ECL Vcc/V 74 74LS 74AS 74ALS 4000 74HC 10K 100K VIH(min)/V 5 5 5 5 5 5 -5.2 -4.5 VIL(min)/V 2.0 2.0 2.0 2.0 3.5 3.5 -1.2 -1.2 VOH(min)/V 0.8 0.8 0.8 0.8 1.5 1.0 -1.4 -1.4 VOL(min)/V 2.4 2.7 2.7 2.7 4.6 4.4 -0.9 -0.9 IOH(min)/mA -0.4 -0.4 -2 -0.4 -0.51 -4 -50 -50 IOL(min)/mA 16 8 20 8 0.51 4 50 50 Tpd/nS 10 10 1.5 4 45 10 2 0.75 P(功耗/门)/mW 10 2 20 1 5*10e-3 5*10e-3 25 40 目录 退出
双极型数字集成门 TTL门电路 TTL门电路工作速度高,驱动能力强,是目前应 用最广泛的集成门电路。它的主要缺点是功耗大,集 成度低。 *射极耦合逻辑ECL电路 发射极耦合逻辑电路,也称电流开关型逻辑电路。 它是利用运放原理通过晶体管射极耦合实现的门电路。 工作速度最高,其平均延迟时间tpd可小至lns 这种门电路输出阻抗低,负载能力强,能实现或 非及或两种逻辑功能。它的主要缺点是抗干扰能力差, 电路功耗大 目录)( 退出
目录 退出 双极型数字集成门 TTL门电路工作速度高，驱动能力强，是目前应 用最广泛的集成门电路。它的主要缺点是功耗大，集 成度低。 * 射极耦合逻辑ECL电路 发射极耦合逻辑电路，也称电流开关型逻辑电路。 它是利用运放原理通过晶体管射极耦合实现的门电路。 工作速度最高，其平均延迟时间tpd可小至1ns。 这种门电路输出阻抗低，负载能力强，能实现或 非及或两种逻辑功能。它的主要缺点是抗干扰能力差， 电路功耗大。 * TTL门电路
*注入逻辑Ⅲ电路 IL电路的主要特点是电路结构简单,功耗低 I的每个基片逻辑单元所占面积很小,工作电流 不超过1nA,因而其集成度可达500门/mm以上 (一般TTL电路集成度在20门/mm左右)。 LL电路的另一特点是可以在低电压下工作但抗 干扰能力差,开关速度低,一般tpd>10ns MOS集成门 MOS逻辑电路是以金属一氧化物一半导体场 效应管为基础的集成电路。因管内有一种载流子 运动,因而它属于单极型数字集成电路。目前广 泛应用的是CMOS电路,它有以下特点: 目录)( 退出
IIL电路的主要特点是电路结构简单，功耗低。 IIL的每个基片逻辑单元所占面积很小，工作电流 不超过1nA，因而其集成度可达500门/mm以上 （一般TTL电路集成度在 2 20门/mm左右）。 注入逻辑IIL电路 IIL电路的另一特点是可以在低电压下工作但抗 干扰能力差，开关速度低，一般tpd >10ns。 MOS集成门 MOS逻辑电路是以金属一氧化物一半导体场 效应管为基础的集成电路。因管内有一种载流子 运动，因而它属于单极型数字集成电路。目前广 泛应用的是CMOS电路，它有以下特点： 2 目录 退出 *
1CMOS电路由NMOS和PMOS组成,由于MOS管导通内阻比半导 体导通内阻大,所以CMOS门比TL门工作速度低一些。 2.由于CMOS电路的互补特性,其高低电平输出阻抗都很低(同 NMOS和PMOS比)。CMOS电路的输入阻抗只取决于输入端保护 二极管的漏电流,其输入阻抗极高,可达109以上。在频率不太 高的情况下,CMOS电路的扇出能力几乎不受限制。当频率升高 时,扇出系数有所降低。 3.CMOS电路主要有两个产品系列-CC4000和C000(与国外CD和 MC系列相当)。它们的电源电压允许范围大,CC4000系列为 3~18V;C000系列为5~15V。因此它们输出高低电平摆幅大,抗干 扰能力强,其噪声容限可达30%VDD,而TIL门的噪声容限只有04V 4CMOS门工作时总是一管导通另一管截止,因而几乎不由电源吸 取电流,其功耗极小。当VDD=5V时,CMOS电路的静态功耗分别 是:门电路类为25~5uW;缓冲器和触发器类为5~20uW;中规模 集成电路类为25~100uW。 目录)( 退出
1.CMOS电路由NMOS和PMOS组成，由于MOS管导通内阻比半导 体导通内阻大，所以CMOS门比TTL门工作速度低一些。 2.由于CMOS电路的互补特性，其高低电平输出阻抗都很低（同 NMOS和PMOS比）。 CMOS电路的输入阻抗只取决于输入端保护 二极管的 漏电流，其输入阻抗极高，可达10 W以上。在频率不太 高的情况下， CMOS电路的扇出能力几乎不受限制。当频率升高 时，扇出系数有所降低。 8 3.CMOS电路主要有两个产品系列---CC4000和 C000（与国外CD和 MC系列相当）。它们的电源电压允许范围大，CC4000系列为 3~18V；C000系列为5~15V。因此它们输出高低电平摆幅大，抗干 扰能力强，其噪声容限可达30%VDD，而TTL门的噪声容限只有0.4V。 4.CMOS门工作时总是一管导通另一管截止，因而几乎不由电源吸 取电流，其功耗极小。当VDD=5V时，CMOS电路的静态功耗分别 是：门电路类为2.5~5uW；缓冲器和触发器类为5~20uW；中规模 集成电路类为25~100uW。 目录 退出
5.CMOS集成电路功耗低,内部发热量小,集成度 可大大提高。又由于其电路本身的互补对称结构, 当环境温度变化时,其参数有互相补偿作用,因 而其温度稳定性好。 6.抗辐射能力强,MOS管是多数载流子受控导电 器件,射线辐射对多数载流子浓度影响不大。因 此CMOS电路特别适用于航天,卫星和核试验条 件下工作的装置。 7.由于CMOS电路输入阻抗高,容易受静电感应发 生击穿,除其电路内部设置保护电路外,在使用 和存放时应注意静电屏蔽,焊接时电烙铁应接地 良好。CMOS门多余不用输出端不能悬空,应根 据需要接电源或接地。 目录)( 退出
5.CMOS集成电路功耗低，内部发热量小，集成度 可大大提高。又由于其电路本身的互补对称结构， 当环境温度变化时，其参数有互相补偿作用，因 而其温度稳定性好。 6.抗辐射能力强，MOS管是多数载流子受控导电 器件，射线辐射对多数载流子浓度影响不大。因 此CMOS电路特别适用于航天，卫星和核试验条 件下工作的装置。 7.由于CMOS电路输入阻抗高，容易受静电感应发 生击穿，除其电路内部设置保护电路外，在使用 和存放时应注意静电屏蔽，焊接时电烙铁应接地 良好。CMOS门多余不用输出端不能悬空，应根 据需要接电源或接地。 目录 退出
TTL数字集成电路型号的命名法 匚第1部分第2部分第3部分 第4部分 第5部分 型号前缀 工作温度范围 器件系列 器件品种 封装形式 意义符号意义符号 意义 符号意义符号 意义 标准 陶瓷扁平 CT 中国制造的54 55℃~ +125℃/H 高速 B 塑封扁平 S 肖特基 同\器\F 拉 件 全密封扁平 伯 低功耗肖特基 数/功 D陶瓷双列直插 能 sN|美国 I TEXAS 0℃ AS 公司 +70℃ 先近肖特基 P|塑料双列直插 示例: ALS先近低功耗肖特基 J黑陶瓷双列直插 CT 74 LS 00 P sn 74 s 195 J (1)(2)(3)(4)(5) 1)(2)(3)(4)(5) 塑料双列直插封装 黑陶瓷双列直插封装 器件品种:四2输入与非门 器件品种:4位并行移位寄存器 器件系列:低功耗肖特基 器件系列:肖特基 温度范围:0℃~+70℃ 温度范围:0℃~+70℃ 中国制造的T∏L类 美国 TEXAS公司 目录) 退出
第 1 部分 第 2 部分 第 3 部分 第 4 部分 第 5 部分 型号前缀 工作温度范围 器件系列 器件品种 封装形式 符号 意义 符号 意义 符号 意义 符号 意义 符号 意义 标准 W 陶瓷扁平 CT H 高速 B 塑封扁平 中国制造的 TTL 类 54 -55℃ +℃ S 肖特基 F 全密封扁平 LS 低功耗肖特基 D 陶瓷双列直插 SN AS 先近肖特基 P 塑料双列直插 美国 TEXAS 公司 74 0℃ +℃ ALS 先近低功耗肖特基 阿 拉 伯 数 字 器 件 功 能 J 黑陶瓷双列直插 TTL数字集成电路型号的命名法 示例： （1） (2) (3) (4) (5) CT 74 LS 00 P 塑料双列直插封装 器件系列：低功耗肖特基 温度范围：0℃+℃ 中国制造的TTL类 器件品种：四2输入与非门 SN 74 S 195 J 黑陶瓷双列直插封装 器件品种：4位并行移位寄存器 器件系列：肖特基 温度范围：0℃+℃ 美国TEXAS公司 （1） (2) (3) (4) (5) 目录 退出