第2章 集成门电路.ppt

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‘
本章小结
第2章集成门电路
第2章集成门电路
一. 集成门电路的几种分类
集成门电路按其内部有源器件的不同可以分为三大类:
一类为双极型晶体管集成门电路,包括TTL(晶体管――晶体管逻辑电路),ECL(射极耦合逻辑)电路和I2L(集成注入逻辑)电路等几种类型
第二类为单极型MOS集成门电路,包括NMOS、PMOS、LDMOS、VDMOS、VVMOS、IGT等几种类型。
第三类则是二者的组合BICMOS门电路。常用的是CMOS集成门电路。

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二. 几种集成门电路的特点
1. TTL集成门电路工作速度高,驱动能力强,但功耗大,集成度低。
2. CMOS集成门电路功耗极低,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。
三. 集成门电路按其集成度又可分为:
SSI(小规模集成电路,每片组件包含10~20个等效门)。MAI(中规模集成电路,每个组件包含20~100个等效门)。LAI(大规模集成电路,每组件内含100~1000个等效门)。VLSI(超大规模集成电路,每片组件内含1000个以上等效门) SSI
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CMOS门电路
CMOS集成门电路的外部特性和主要参数

S集成门电路的外部特性

CMOS门电路对外部呈现的电气特性,主要包括输入特性、输出特性、传输特性等静态特性和传输延迟时间、交流噪声容限、动态功耗等动态特性。
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S集成门电路主要参数的特点

(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CMOS电路有极高的输入阻抗,故其扇出系数很大,可达50。
CMOS集成门电路逻辑电路结构



(1)与非门
(2)或非门
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(3)带缓冲级的门电路
为了稳定输出高低电平,可在输入输出端分别加反相器作缓冲级。下图所示为带缓冲级的二输入端与非门电路。
L=
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由两级组成,前级为或非门,输出为
后级为与或非门,经过逻辑变换,可得:
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工作原理:
当EN=0时,TP2和TN2同时导通,为正常的非门,输出
当EN=1时,TP2和TN2同时截止,输出为高阻状态。所以,这是一个低电平有效的三态门。
4 .CMOS传输门
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工作原理:(设两管的开启电压VTN=|VTP|)
(1)当C接高电平VDD, 接低电平0V时,若Vi在0V~VDD的范围变化,至少有一管导通,相当于一闭合开关,将输入传到输出,即Vo=Vi。
(2)当C接低电平0V, 接高电平VDD,Vi在0V~VDD的范围变化时,TN和TP都截止,输出呈高阻状态,相当于开关断开。