三种逻辑电路的比较.doc

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1、三种逻辑电路的介绍与比较摘要：本文主要介绍CMOS逻辑，TTL逻辑和二极管逻辑。先对三种逻辑电路进行介绍，然后对三种逻辑电路进行比较。前言：随着现代科技的发展，人们的生活已经离不开数字电路。逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去控制信号的通过或不通过。门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系(因果关系)，所以门电路又称为逻辑门电路。基本逻辑关系为“与”、“或”、“非”三种。下面将对三种逻辑门电路进行介绍。正文：一：首先介绍的是最早使用的ＴＴＬ逻辑电路。TTL全称Transistor-TransistorLogic,即BJT-

2、BJT逻辑门电路，是数字电子技术中常用的一种逻辑门电路，应用较早，技术已比较成熟。TTL主要有BJT（BipolarJunctionTransistor即双极结型晶体管，晶体三极管）和电阻构成，具有速度快的特点。最早的TTL门电路是74系列，后来出现了74H系列，74L系列，74LS,74AS,74ALS等系列。但是由于TTL功耗大等缺点，正逐渐被CMOS电路取代。TTL门电路有74（商用）和54（军用）两个系列，每个系列又有若干个子系列。TTL电平信号被利用的最多是因为通常数据表示采用二进制规定，+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”，这被称做TTL（晶体管

3、-晶体管逻辑电平）信号系统，这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。（１）７４系列以内部结构可以分为：（ａ）标准型：结构跟构成的材料最简单，相对的特性也是不理想，所以此类型已经被淘汰多时。无英文简写，范例：7400。（ｂ）早期的低功率型与高速型：低功率型，（英文LowPower简写“L”），耗电低，但速度慢。范例：74L00。高速型，（英文HighSpeed简写“H”），速度较快，输出较强，但耗电高。范例：74H00。由于S型耗电与H型相近，但速度极快。LS型的耗电与L型相近，但速度却快很多，甚至比H型还快。因此L型与H型很快就退出市场。（ｃ）肖特基

4、（Schottky）：除了电阻器一样是做控流跟偏压用途，萧特基型最主要是采用萧特基二极管跟萧特基晶体管，改善切换速度。在市面上跟教育单位非常普及，特性也很不错，常常被用来搭配Intel8051使用。LS型逐渐成为TTL中的主流。萧特基型（英文SchottkyLogic，简写“S”），范例：74S00高级萧特基型（英文AdvancedSchottkyLogic，简写“AS”），范例：74AS00。低功率萧特基型（英文LowPowerSchottkyLogic，简写“LS”），范例：74LS00。高级低功率萧特基型（英文AdvancedLowPowerSchottkyL

5、ogic，简写“ALS”），范例：74ALS00。（ｄ）快速（英文Fast，简写“F”）：快速型是有别于萧特基型所另外发展的高速TTL，范例：74F00（2）ＴＴＬ的应用：在超大规模集成电路出现之前，TTL集成电路是构造微型机和主机处理器的标准方法。其原因如下：首先计算机处理器控制的设备内部的数据传输对于电源的要求不高以及热损耗也较低；其次TTL电平信号直接与集成电路连接而不需要价格昂贵的线路驱动器以及接收器电路；再者，计算机处理器控制的设备内部的数据传输是在高速下进行的，而TTL接口的操作恰能满足这个要求。二：接下来介绍的是目前应用的最广泛的ＣＭＯＳ逻辑电路。CM

6、OS是单词的首字母缩写，代表互补的金属氧化物半导体(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor)，它指的是一种特殊类型的电子集成电路(IC)。简单的ＣＭＯＳ反相器的开关模型是由一对互补的场效应管组成，原理图如下图所示，一个Ｐ型场效应管接电源正极，一个Ｎ型场效应管接地。当输入为高电平时，Ｎ型场效应管导通，输出便为低电平。当输入是低电平时，电路通过Ｐ型场效应管导通，输出为高电平。ＣＭＯＳ逻辑通过最简单的反相器从而构造出逻辑关系中与门，或门电路。（1）CMOS逻辑门电路的系列及主要参数:　　1．CMOS逻辑门电路的系列　（ａ）基本的CMO

7、S——4000系列。　　这是早期的CMOS集成逻辑门产品，工作电源电压范围为3～18V，由于具有功耗低、噪声容限大、扇出系数大等优点，已得到普遍使用。缺点是工作速度较低，平均传输延迟时间为几十ns，最高工作频率小于5MHz。　（ｂ）高速的CMOS——HC（HCT）系列。　　该系列电路主要从制造工艺上作了改进，使其大大提高了工作速度，平均传输延迟时间小于10ns，最高工作频率可达50MHz。HC系列的电源电压范围为2～6V。HCT系列的主要特点是与TTL器件电压兼容，它的电源电压范围为4.5～5.5V。它的输入电压参数为VIH（min）=2.0V；VIL（max）