数字集成电路的分类ppt课件

1、第四章第四章 门电路门电路 数字集成电路的分类数字集成电路的分类 按内部有源器件的不同按内部有源器件的不同: 双极型晶体管集成电路双极型晶体管集成电路 绝缘栅场效应管集成电路或称金属一氧化物半导体绝缘栅场效应管集成电路或称金属一氧化物半导体MOS集成电路。集成电路。 数字集成电路按其集成度可分为：数字集成电路按其集成度可分为： 小规模集成小规模集成SSI:内含内含10100个元件个元件1020个等个等效门效门 中规模集成中规模集成MSI:内含内含1001000个元件个元件20100个等效门个等效门 大规模集成大规模集成LSI和超大规模集成等和超大规模集成等VLSILSI器件内含器件内含1000

2、100000个元件个元件1001000个等效门；个等效门；器件内含器件内含100000个元件个元件1000个等效门以上时，称个等效门以上时，称为为VLSI。二极管与门三极管非门 Ui=0.2V 三极管截止，Uo=Ucc=5V Ui=5V 三极管饱和，Uo=Uces=0.2V晶体管与非门 利用二极管与门和一个非门可构成一个与非门电路TTL与非门 组成：三部分 输入级: T1 (多发射极晶体管)R1 与功能 中间极:T2和R2,R3 输出级:T3,D,T4和R4 任务原理：非功能A=0.2V B=0.2V T1基极U=0.9V2.1V T2、T4导通，使得T1基极U=2.1V T2集电极U=0.7

3、+0.3=1V,T3基极U=1V1.4V T3 与D截止 F=0.3VA B F0 0 10 1 11 0 11 1 0 TTL门的主要参数门的主要参数 空载功耗空载功耗 传输特性传输特性 噪声容限：噪声容限： UNH=UOH(MIN)-UIH(MIN) UNL=UIH(MAX)-UOH(MAX) 传输延时传输延时tpd和速度功耗积和速度功耗积 扇出系数扇出系数NO NO=输出输出/输入输入 肖特基肖特基TTL电路电路STTL 提高任务速度 二极管DK是肖特基势垒 二极管.这种二极管的正 向压降仅0.3V.开关速度 比普通PN结二极管快一 万倍.在图中,由于DK的引入,可使三极管的封锁时间减少

4、;DK的引入却不会使三极管的开启时间变坏,这是由于,当三极管由截止区转向放大区,直到进入饱和区之前,其集电结为反向偏置,DK截止,DK上无电流流过,不会影响三极管的基极电流.可以线或的可以线或的TTL门门 通常两个TTL门的输出端 是不可并联运用。也不可 短接到地或者电源上 但是有两种TTL门可将它 们的输出端用连线并联在 一同,构成或(或者与)逻辑, 即所谓的线或或者线与1集电极开路门集电极开路门OC 电路图 符号 几个OC门的输出可并联在一同完成一定的逻辑功能。2三态三态TTL门门 任务原理 符号 例子三态：高电平、低电平、高阻态（输出与电源U断开、与地也断开）当使能端G与门的交界处有非号

5、说明低有效：当G=0时，门执行其功能（如本例中执行与非门的功能）当G=1时，输出呈现高阻态；G A B F0 0 0 10 0 1 10 1 0 10 1 1 01 X X 高阻态 当G与门的交界处无非号，则说明高有效：当G=1时，门执行其功能当G=0时，输出为高阻态。CMOS反相器反相器 电路组成 传输特性 I区:Ui0且UGS(th)N.T1管截止,T2管导通. 输出电压U0=UOH=UDD 区: Ui UG S(th)N且UDD/2且 UDD -|UGS(th)P | T1和T2管皆导通, IDD随着U1添加而减小;UO随UI添加而继续减小. 区: UIUDD -|UGS(th)P |且

6、 UDD ,T2管截止, T1管导通. IDD=0 UO=UOL=0V,CMOS传输门传输门 电路组成 符号 任务原理 外部任务情况 MOS管的漏极和源极是 可以随电路的任务情况 相互交换的， 且MOS管的 源和漏是对称的CMOS逻辑门 CMOS与非门 电路组成 任务原理 CMOS或非门 电路组成 任务原理 CMOS与或非门 电路组成 任务原理ABCABCBACCBACACBACBACBA*)(T1、T2管并联；T3、T4管串联A=0 B=0 F=1A=0 B=1 F=0A=1 B=0 F=0A=1 B=1 F=0A=0 B=0 C=0 F=1A=0 B=0 C=1 F=0CMOS三态门 任务

7、原理a: G=0 高阻态 G=1 A=1 F=0 A=0 F=1b: G=0 T1=0 T3=0 高阻态 G=1 T1=1 A=1 T2=0 T3=1 F=1 A=0 T2=1 T3=0 F=0c: G=0 T3=1 A=0 F=0 A=1 F=1 G=1 T3=0 T1=0 高阻态d: G=0 A=0 T1=1 T2=0 F=0 A=1 T1=0 T2=1 F=1 G=1 T1=0 T2=0 高阻态不同逻辑系列的配合问题不同逻辑系列的配合问题 (一)逻辑电平的配合 CMOS可以直接驱动TTL电路 TTL经过上拉电阻驱动CMOS电路 (二)驱动才干的配合本章小结 1.教学内容 分立元件三极管非门； 常用集成门电路的任务原理、参数及运用方法。 2.教学要求 了解三极管非门的电路构造与任务原理； 了解与非门和三态门的根本任务原理； 掌握常用TTL集成门例