[训练]常用数字集成电路原理与应用

《[训练]常用数字集成电路原理与应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、数牟集成电路的分类数字集成电路有多种分类方法，以卜是儿种常'用的分类方法。1.按结构工艺分按结构工艺分类，数字集成电路可以分为焊膜集成电路、薄膜集成电路、混合集成电路、半导休集成电路四大类。如图所示。世界上生产最多、使用最多的为半导体集成电路。半导体数字集成电路(以下简称数字集成电路)主要分为TTL、CMOS、ECL三大类。ECL、TTL为双极型集成电路，构成的基木元器件为双极型半导体器件，其主要特点是速度快、负载能力强，但功耗较大、集成度较低。双极型集成电路主要冇TTL(Transistor-TransistorLogic)»11路、ECL(EmitterCoupledLogic)电路和I

2、2L(lntegratedInjectionLogic)%路等类型。其中TTL电路的性能价格比最佳，故应用最广泛。ECL,即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。在所冇数字电路中，它工作速度敲高，其平均延迟时间tpd可小至1nso这种门电路输出阻抗低，负载能力强。它的主耍缺点是抗干扰能力差，电路功耗大。MOS电路为单极型集成电路，又称为MOS集成电路，它采川金属一氧化物半导体场效应管(MetalOxideSemi-conductorFieldEffectTransistor,缩写为MOSFET)制造，其主要特点是结构简单、制造方便、集成度

3、高、功耗低，但速度较慢。MOS集成电路又分为PMOS(P-channelMetalOxideSemiconductor,P沟道金属氧化物半导体)、NMOS(N-channelMetalOxideSemiconductor,N沟道金属氧化物半导体)和CMOS(ComplementMetalOxideSemiconductor,复合耳补金屈氧化物半导体)等类型。MOS电路中应用最广泛的为CMOS电路,CMOS数字电路屮，应用最广泛的为4000.4500系列，它不但适用于通用逻辑电路的设计，而H综合性能也很好，它与TTL电路一起成为数字集成电路中两大主流产品。CMOS数字集成电路电路主耍分为400

4、0(4500系列)系列、54HC/74HC系列、54HCT/74HCT系列等，实际上这三大系列之间的引脚功能、排列顺序是相同的，只是某些参数不同而已。例如，74HC4017与CD4017为功能相同、弓I脚排列相同的电路，前者的工作速度高，工作电源电压低。4000系列中冃前最常用的是B系列，它采用了硅栅工艺和双缓冲输出结构。Bi-CMOS是双极型CMOS(Bipolar-CMOS)电路的简称，这种门电路的特点是逻辑部分采川CMOS结构，输出级采川双极型三极管，因此兼有CMOS电路的低功耗和双极型电路输出阻抗低的优点。综上所述，TTL74系列、CMOS4000(4500)系列是通用性最强、应用最

5、广泛的数字集成电路，因此，本书重点介绍这两类常用的数字集成电路。2根据集成电路规模的人小分根据集成电路规模的大小，数字集成电路通常分为小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)、大规模集成电路(LSI)和超大规模集成电路(VLSI)o(1)小规模集成电路(SmallScaleIntegration,SSI)小规模集成电路通常指含逻辑门个数小于10门(或含元件数小于100个)的电路。(2)中规模集成电路(MediumScaleIntegration,MSI)中规模集成电路通常指含逻辑门数为10门〜99门(或含元件数100个〜999个)的电路。(3)大规模集成电路(LargeScaleI

6、ntegration,LSI)人规模集成电路通常指含逻辑门数为1000门〜9999门(或含元件数1000个〜99999个)的电路。(4)超大规模集成电路(VeryLargeScaleIntegration,VLSI)超大规模集成电路通常指含逻辑门数大于10000门(或含元件数大于100000个)的电路。3.根据电路的功能分(1)门电路与门/与非门、或门咸非门、非门等。(2)触发器锁存器R・S触发器、D触发器、J・K触发器等(3)编码器译码器二进制——十进制译码器、BCD-7段译码器等。(4)计数器二进制、十进制、N进制计数器等。(5)运算电路加/减运算电路、奇偶校验发生器、幅值比较器等。(6

7、)时基定吋电路单稳态电路、延吋电路等。(7)模拟电子开关数据选择器(8)寄存器基木寄存器、移位寄存器(单向、双向)。(9)存储器RAM、ROM、E2PROM、FlashROM等。(10)CPU对广大电子爱好者来说，最需耍了解和掌握的为第1~8类中小规模集成电路的原理少应用，因此，本书按照该分类对笫1~8类中常用的数字集成电路的基本工作原理及应用作比较详细地介绍。卜•而先介绍TTL74系列和4000系列数字集成