理论教育 数字集成电路分类和应用介绍

数字集成电路分类和应用介绍

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:TTL集成电路有74、54两个主体系列,74系列为民用品,54系列为军用品。1)4000系列是CMOS集成电路的主流系列,品种多、价格较便宜。成品的组合逻辑电路和时序逻辑电路可直接拿来使用,设计数字电路时应首先考虑有无成品电路可用。为了使成品数字集成电路能准确、可靠地发挥其功能,必须严格满足它所要求的条件。

数字集成电路分类和应用介绍

数字集成电路的主流产品有TTL(双极型晶体管)电路的74系列(民用品)和单极型晶体管的CMOS(互补型MOS对管)的4000系列(或C000系列)。

1.TTL、CMOS及其他产品

(1)TTL系列的分系列

以双极型晶体管为开关元件的数字集成电路称为TTL(Transistor-Transistor Logic晶体管-晶体管逻辑)电路。TTL电路的突出特点是速度快,但集成度较低,功耗较大。

TTL集成电路有74、54两个主体系列,74系列为民用品,54系列为军用品。本书只涉及民用品74系列。

TTL集成电路产品常用型号组成:

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只有系列号(74)和产品序列号为标准系列产品型号,在两组数字之间插入字母(表示不同速度和功耗)为分系列产品。各分系列的同序列号产品(包括国标产品)内部组成和外部引脚信号分布相同,有变化的只是个别产品。

1)标准系列为中速产品(对应的国内产品为CT1000系列)。

2)74LS系列为低功耗肖特基TTL集成电路,是TTL集成电路的主要系列,价格较低,对应的国内产品为CT4000系列。

3)74S系列为肖特基结构的TTL集成电路,功耗比74LS电路大,且电路品种少,对应的国内产品为CT3000系列。

4)74AS系列为先进肖特基TTL集成电路,速度和功耗比74S系列有所改进。

5)74LAS系列为先进低功耗肖特基TTL集成电路,速度和功耗比74LS系列有所改进。

6)74H(F)系列为高速产品,对应的国内产品为CT2000系列。

(2)CMOS系列的分系列

MOS(Metal Oxide S emiconductor金属氧化物半导体)管是增强型绝缘栅场效应晶体管,属于单极型晶体管。CMOS(Complementary MOS,互补MOS)管用对称互补的MOS管构成基本开关电路,具有功耗低、集成度高、工作电源电压范围宽、抗干扰能力强、输入阻抗高、扇出能力强、成本低等显著特点。

1)4000系列是CMOS集成电路的主流系列,品种多、价格较便宜。

2)74HC:此系列为HCMOS集成电路,既具有CMOS集成电路的低功耗,又具有74LSTTL集成电路的高速度。(www.daowen.com)

2.逻辑电平

高低电平(指定的电压范围)与0、1之间是一种表示关系,可以依据需要做不同规定,构成不同的电平标准,用于不同电路和环境

(1)TTL电平标准

2~5V为高电平,高电平的额定值为3V;0~0.8V为低电平,低电平的额定值为0.2V。0.8~2V之间为不确定状态(有的教材称其为坏电平)。

(2)CMOS电平标准

CMOS电路的逻辑电平是随电源电压VDD变化的,高电平不低于2/3VDD,低电平不高于1/3VDD。在+5V电源环境下,CMOS电路可以与TTL电路兼容或互相代用。

3.产品封装和种类

(1)电路封装

TTL和CMOS两大系列的产品多采用标准的双列直插式封装,设有指示第1引脚所在端的缺口标志和第1引脚标志点,引脚按逆时针顺序排列,如图4-30所示。

(2)产品种类

TTL和CMOS两大系列产品中,都包括基本逻辑门、触发器(记忆单元)、典型的组合逻辑电路、典型的时序逻辑电路,以及脉冲振荡电路等多种类型(见附录C)。成品的组合逻辑电路和时序逻辑电路可直接拿来使用,设计数字电路时应首先考虑有无成品电路可用。

1)典型功能的成品电路,包括由逻辑门构成的各种典型组合逻辑电路(简称组合电路)和触发器为主体构成的典型时序逻辑电路(简称时序电路),其中有不少专用于计算机的电路。

为了使成品数字集成电路能准确、可靠地发挥其功能,必须严格满足它所要求的条件。使用时要认真查阅数字集成电路手册,确认芯片各引脚的功能(电源电压,正、负极,输入信号,输出信号,控制信号的引脚标号,有效电平,信号来源及其逻辑关系)。

2)分立结构的基本逻辑门和触发器用于设计、制作一些简单逻辑电路或成品电路的辅助电路。

3)脉冲电路的相关产品,为脉冲电路制作提供定型产品。

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图4-30 标准双列直插封装外形及引脚排列

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