数字逻辑电路集成门电路.ppt

文档介绍：数字逻辑电路
第2章集成门电路
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第2章集成门电路
概述
CMOS门电路
双极型门电路
BICMOS门电路
集成门电路的应用举例
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概述
一、集成门电路按其内部有源器件的分类
㈠双极型晶体管TTL(晶体管――晶体管逻辑)集成门电路,包括LSTTL(低功
耗肖特基TTL),ECL(射极耦合逻辑)电路和I2L(集成注入逻辑)电路等几种类型。
特点:工作速度高,驱动能力强,但功耗大,集成度低。
㈡单极型MOS集成门电路,包括NMOS、PMOS、CMOS、LDMOS(横向
扩散MOS) 、VDMOS(垂直扩散 MOS) 等几种类型。
特点:功耗极低,成本低,电源电压范围宽,集成度高,抗干扰能力强,
输入阻抗高,扇出能力强。
㈢BiCMOS门电路(Bipolar CMOS),(又称绝缘栅晶体管门电路,)是由
MOS集成门电路与双极型推拉式输出电路组合。
特点:综合了CMOS功耗低、集成度的优势及双极型驱动能力强的长处。
二、集成门电路按其集成度的分类
小规模集成电路SSI,每片组件包含10~20个等效门。
中规模集成电路MSI,每个组件包含20~100个等效门。
大规模集成电路LSI,每组件内含100~1000个等效门。
超大规模集成电路VLSI,每片组件内含1000个以上等效门。
常用的逻辑门和触发器采用SSI。编码器、译码器、数据选择器、数据分配
器、加法器、计数器、移位寄存器、锁存器等组件都采用MSI。
集成电路正朝着高速低耗、高集成度的方向发展。
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CMOS门电路
一、CMOS集成门电路的外部特性和主要参数

CMOS门电路对外部呈现的电气特性主要包括:括号内( )表示期望指标。
静态特性——输入特性(输入阻抗高)、输出特性(驱动能力大且对称性
好)、电压传输特性(输出电平转换徒峭);
动态特性——传输延迟时间(延迟时间短)、交流噪声容限(容限大)、动
态功耗(功耗小)等。

(1)VOH(min)=; VOL(max)=。
所以CMOS门电路的逻辑摆幅(即高低电平之差)较大。
(2)阈值电压Vth约为VDD/2。
(3),。
因此,其高、。
(4)CMOS电路的功耗很小,一般小于1 mW/门;
(5)因为CMOS电路有极高的输入阻抗(GΩ数量级),故其扇出系数很大,可达50。
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CMOS门电路
二、CMOS集成门电路逻辑函数及逻辑符号
(1)CMOS非门(反相器) Y=

(2)CMOS与门Y=AB

CMOS或门Y=A+B

(3)CMOS与非门


CMOS或非门电路
A
Y=AB
Y=A+B
≥1
B
A
Y
&
A
B
Y
≥1
A
B
Y
B
&
A
Y
1
A
Y
5
CMOS门电路
二、 CMOS集成门电路逻辑函数及逻辑符号
(4)CMOS与或非门
(5)CMOS异或门 F=
CMOS同或门 F= =A⊙B
Y=AB+CD
A+B
A+B
A
B
CD
& ≥1
Y
=1
A
B
Y
=1
A
B
Y
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CMOS门电路
二、 CMOS集成门电路逻辑函数及逻辑符号
(6)CMOS三态门,又称3S门(当=0时,即电路内部的EN=1,输出与输入
之间为正常的逻辑关系;当=1时,即电路内部的EN=0,输出端呈现高阻抗。)
CMOS三态非门 CMOS三态与非门 CMOS三态或非门
(7)CMOS漏极开路门(OD门)
两个OD门的“线与”连接电路图,其逻辑关系如下:
Y
A
B
&
Y
&
A2
B2
&
A1
B1
+UDD
EN
EN
Y=A1B1·A2B2=A1B1+A2B2
1
A
Y
EN
≥1
Y
EN
A
B
EN
&
A
B
Y
EN
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CMOS门电路
二、 CMOS集成门电路逻辑函数及逻辑符号
(8)CMOS传输门
当C=1时,输入信号被传送到输出端;
当C=0时,输入端与输出端被隔断。
CMOS双向模拟开关
当C=1时,传输门导通;
当C=0时,传输门断开。
TG
C
uI
C
uo
TG
uI/u0
uo/uI
C
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双极型门电路
一、各种双极型集成门电路及其主要参数
半导体三极管又称双极型三极管(Bipolar Ju