Slide 1 第三章 门电路 3.1 概述 集成电路 (Integrated Circuit) 就是将所有的元件和连线都制作在同一 块半导体基片 ( 芯片 ) 上。 集成电路分模拟和数字两大类。…

Slide 1 第三章 门电路 3.1 概述 集成电路 (Integrated Circuit) 就是将所有的元件和连线都制作在同一 块半导体基片 ( 芯片 ) 上。 集成电路分模拟和数字两大类。 在数字集成逻辑电路中，常以 “ 门 ” 为最小单位。我们可按其 “ 集成 度 ”( 一定大小的芯片上所含门的数量多少 ) 分成： 小规模集成电路 (SSI ： Small Scale Integrating), 一块芯片 上含 10 4 ~10 6 个门。 Intel 做出 45 纳米一个门，正在研制 20 纳米一个门 的芯片，极限 9 纳米一个门。 摩尔定律的基本内容是：集成电路的集成度每 18 个月就翻一番，特征 尺寸每 3 年缩小 1/2 。 计算机界对于摩尔定律的两点推论是： 微处理器的性能每隔 18 个月提高一倍，而价格下降了一半。用一 美元所能买到的计算机性能，每隔 18 个月翻两番。 Slide 2 集成逻辑门是以双极型晶体管 ( 电子和空穴两种载流子 均参与导电 ) 为基础的，称为双极型集成逻辑门电路。它 主要有下列几种类型： 晶体管 — 晶体管逻辑 (TTL ： Transistor-Transistor Logic) ； 高阈值逻辑 (HTL ： High Threshold Logic) ； 射极耦合逻辑 互补开关电路 基本开关电路 Slide 5 3.2 二极管门电路 半导体二极管、三极管和 MOS 管 都用在开关状态。 二极管的开关特性： 导通 = 短路，有 0.7V 压降， 截止 = 断路，电阻 =∞ Slide 6 1 ．二极管与门 二极管与门由二极 管和电阻组成， Vcc=5V ， A 、 B 输入高 电平为 V IH =3V 、低电平 V IL =0V ， 二极管导通压降 2 截止 CD 段： T 1 截止， 漏极电流几乎为 0 ； BC 段 T 1 、 T 2 同时导通，有 i D 流过 T 1 、 T 2 ，在 v i =1/2V DD 附近 i D 最大。 工作在 BC 段，动态功耗大。 Slide 15 3 ）输入噪声容限 在保证输出高、低电平基本 不变的条件下，允许输入信号的 高、低电平有一个波动范围。 输入高电平的噪声容限 V NH =V 28.6kΩ≥R L ≥0.9kΩ Slide 25 6.CMOS 传输门 T 1 是 N 沟道增强型 MOS 管， T 2 是 P 沟道增强型 MOS 管， T 1 和 T 2 的源极和漏极结构上完全对 称，栅极引出端在中间， T 1 和 T 2 源极和 漏极相连作为传输门的输入和输出端， C 和 C’ 是一对互补的控制信号。 传输门的一端接输入正电压 v I ，另 一端接负载电阻 反相器电路结构及工作原理 1 ） TTL 反相器的电路结构 由三部分组成： 输入级：由 T 1 、 D 1 和电阻 R 1 组成。 中间级：由 T 2 、 R 2 、 R 3 组成。 T 2 的集电极和发射极为 T 4 、 T 5 提供 了两个相位相反的信号，所以 这级又称倒相级。 输出级：由 T 4 、 T 5 、 R 4 、 D 2 组成。 T 5 为反相器， T 4 是 T 5 的有源负载， 完成逻辑上的 “ 非 ” 。 输入级 中间级 输出级 由中间级提供的两个相位相反的信号，使 T 4 、 T 5 总是一管导通 而另一管截止的工作状态。输出电路的形式称为 “ 推拉式输出 ” 电路，或称 “ 图腾输出 ” 。 + - Slide 33 2 ）工作原理 Vcc=5V 、 V IH =3.4V 、 V IL =0.2V 、 V ON =0.7V (1) 当 v