单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,集成逻辑门电路的选用,集成逻辑门概述,Cmos集成电路,Ttl集成电路,TTL,即,T,ransistor-,T,ransistor,L,ogic,CMOS,即,C,omplementary,M,etal-,O,xide-,S,emiconductor,门电路的作用和常用类型,按功能特点不同分,普通门,(推拉式输出),CMOS,传输门,输出,开路门,三态门,门电路,(Gate Circuit),指用以实现基本逻辑关系和,常用复合逻辑关系的电子电路是构成数字电路的基本单元之一,按逻辑功能不同分,与门,或门,非门,异或门,与非门,或非门,与或非门,按电路结构不同分,TTL,集成门电路,CMOS,集成门电路,输入端和输出端都用三极管的逻辑门电路用互补对称 MOS 管构成的逻辑门电路门电路,(Gate Circuit),指用以实现基本逻辑关系和,常用复合逻辑关系的电子电路数字集成电路的分类,1.按集成度,SSI,MSI LSI VLSI,小规模,集成电路(,SSI,-Small Scale Integration)，每片组件内包含10100个元件(或1020个等效门)。
中规模,集成电路(,MSI,-Medium Scale Integration)，每片组件内含1001000个元件(或20100个等效门)大规模,集成电路(,LSI,-Large Scale Integration)，每片组件内含1000100 000个元件(或1001000个等效门)超大规模,集成电路(,VLSI,-Very Large Scale Integration)，每片组件内含100 000个元件(或1000个以上等效门)BACK,目前数字系统中普遍使用TTL和CMOS集成电路TTL集成电路,工作速度高、驱动能力强，但功耗大、集成度低；,MOS集成电路,集成度高、功耗低超大规模集成电路基本上都是MOS集成电路，其缺点是工作速度略低目前已生产了,BiCMOS器件,，它由双极型晶体管电路和MOS型集成电路构成，能够充分发挥两种电路的优势，缺点是制造工艺复杂BACK,CMOS,门电路,结型场效应管JFET,绝缘栅型场效应管MOS,场效应管有两种:,N沟道,P沟道,耗尽型,增强型,耗尽型,增强型,MOS,电路的特点：,优点,1.工艺简单，集成度高缺点：,工作速度比TTL低2.是电压控制元件，静态功耗小。
3.允许电源电压范围宽（3,18V,）4.扇出系数大，抗噪声容限大CMOS,门电路,CMOS数字集成电路是利用NMOS管和PMOS管巧妙组合成的电路，属于一种微功耗的数字集成电路主要系列有：,1标准型4000B/4500B系列,该系列是以美国RCA公司的CD4000B系列和CD4500B系列制定的，与美国Motorola公司的MC14000B系列和MC14500B系列产品完全兼容该系列产品的最大特点是工作电源电压范围宽（318V）、功耗最小、速度较低、品种多、价格低廉，是目前CMOS集成电路的主要应用产品CMOS,门电路,274HC 系列,54/74HC 系列是高速CMOS标准逻辑电路系列，具有与74LS 系列同等的工作度和CMOS集成电路固有的低功耗及电源电压范围宽等特点74HCxxx是74LSxxx同序号的翻版，型号最后几位数字相同，表示电路的逻辑功能、管脚排列完全兼容，为用74HC替代74LS提供了方便374AC 系列,该系列又称“先进的CMOS集成电路”，54/74AC 系列具有与74AS系列等同的工作速度和与CMOS集成电路固有的低功耗及电源电压范围宽等特点CMOS集成电路的主要特点有,（1）具有非常低的静态功耗。
在电源电压VCC=5V时，中规模集成电路的静态功耗小于100mW2）具有非常高的输入阻抗正常工作的CMOS集成电路，其输入保护二极管处于反偏状态，直流输入阻抗大于100M3）宽的电源电压范围CMOS集成电路标准4000B/4500B系列产品的电源电压为318V4）扇出能力强在低频工作时，一个输出端可驱动CMOS器件50个以上输入端5）抗干扰能力强CMOS集成电路的电压噪声容限可达电源电压值的45%，且高电平和低电平的噪声容限值基本相等6）逻辑摆幅大CMOS电路在空载时，输出高电平VOHVCC-0.05V，输出低电平V0L0.05VCMOS集成电路使用应注意的问题,1正确选择电源,由于CMOS集成电路的工作电源电压范围比较宽（CD4000B/4500B：318V），选择电源电压时首先考虑要避免超过极限电源电压其次要注意电源电压的高低将影响电路的工作频率降低电源电压会引起电路工作频率下降或增加传输延迟时间例如CMOS触发器，当Vcc由+15V下降到+3V时，其最高频率将从10MHz下降到几十kHz防止CMOS电路出现可控硅效应的措施,当CMOS电路输入端施加的电压过高（大于电源电压）或过低（小于V），或者电源电压突然变化时，电源电流可能会迅速增大，烧坏器件，这种现象称为可控硅效应。
预防可控硅效应的措施主要有：,（1）输入端信号幅度不能大于Vcc和小于0V2）要消除电源上的干扰3）在条件允许的情况下，尽可能降低电源电压如果电路工作频率比较低，用+5V电源供电最好4）对使用的电源加限流措施，使电源电流被限制在30mA以内CMOS集成电路使用应注意的问题,对输入端的处理,在使用CMOS电路器件时，对输入端一般要求如下：,（1）应保证输入信号幅值不超过CMOS电路的电源电压即满足VSSVIVcc，一般VSSV2）输入脉冲信号的上升和下降时间一般应小于数ms，否则电路工作不稳定或损坏器件3）所有不用的输入端不能悬空，应根据实际要求接入适当的电压（Vcc或V）由于,CMOS集成电路输入阻抗极高，一旦输入端悬空，极易受外界噪声影响，从而破坏了电路的正常逻辑关系，也可能感应静电，造成栅极被击穿CMOS集成电路使用应注意的问题,对输出端的处理,（1）CMOS电路的输出端不能直接连到一起否则导通的P沟道MOS场效应管和导通的N沟道MOS场效应管形成低阻通路，造成电源短路2）在CMOS逻辑系统设计中，应尽量减少电容负载电容负载会降低CMOS集成电路的工作速度和增加功耗3）CMOS电路在特定条件下可以并联使用。
当同一芯片上个以上同样器件并联使用（例如各种门电路）时，可增大输出灌电流和拉电流负载能力，同样也提高了电路的速度但器件的输出端并联，输入端也必须并联4）从CMOS器件的输出驱动电流大小来看，CMOS电路的驱动能力比TTL电路要差很多，一般CMOS器件的输出只能驱动一个LS-TTL负载但从驱动和它本身相同的负载来看，CMOS的扇出系数比TTL电路大的多（CMOS的扇出系数500）CMOS电路驱动其他负载，一般要外加一级驱动器接口电路TTL数字集成电路,这类集成电路内部输入级和输出级都是晶体管结构，属于双极型数字集成电路其主要,系列有：,174 系列,这是早期的产品，现仍在使用，但正逐渐被淘汰274H 系列,这是74 系列的改进型，属于高速TTL产品其“与非门”的平均传输时间达10ns左右，但电路的静态功耗较大，目前该系列产品使用越来越少，逐渐被淘汰374S 系列,这是TTL的高速型肖特基系列在该系列中，采用了抗饱和肖特基二极管，速度较高，但品种较少474LS 系列,这是当前TTL类型中的主要产品系列品种和生产厂家都非常多性能价格比比较高，目前在中小规模电路中应用非常普遍574ALS 系列,这是“先进的低功耗肖特基”系列。
属于74LS 系列的后继产品，速度（典型值为,4ns）、功耗（典型值为1mW）等方面都有较大的改进，但价格比较高674AS 系列,这是74S 系列的后继产品，尤其速度（典型值为1.5ns）有显著的提高，又称“先进超高速肖特基”系列TTL集成电路使用应注意的问题,正确选择电源电压,TTL集成电路的电源电压允许变化范围比较窄，一般在4.5V5.5V之间在使用时更不能将电源与地颠倒接错，否则将会因为过大电流而造成器件损坏对输入端的处理,TTL集成电路的各个输入端不能直接与高于+5.5V和低于-0.5V的低内阻电源连接对多余的输入端最好不要悬空虽然悬空相当于高电平，并不影响“与门、与非门”的逻辑关系，但悬空容易接受干扰，有时会造成电路的误动作因此，多余输入端要根据实际需要作适当处理例如“与门、与非门”的多余输入端可直接接到电源Vcc上；也可将不同的输入端共用一个电阻连接到Vcc上；或将多余的输入端并联使用对于“或门、或非门”的多余输入端应直接接地对于触发器等中规模集成电路来说，不使用的输入端不能悬空，应根据逻辑功能接入适当电平对于输出端的处理,除“三态门、集电极开路门”外，TTL集成电路的输出端不允许并联使用。
如果将几个“集电极开路门”电路的输出端并联,实现线与功能时，应在输出端与电源之间接入一个计算好的上拉电阻集成门电路的输出更不允许与电源或地短路，否则可能造成器件损坏TTL集成电路使用应注意的问题,与门、与非门多余输入端的处理方法,TTL集成电路使用应注意的问题,或门、或非门中多余输入端的处理,数字集成电路的应用要点,仔细认真查阅使用器件型号的资料,对于要使用的集成电路，首先要根据手册查出该型号器件的资料，注意器件的管脚排列图接线，按参数表给出的参数规范使用，在使用中，不得超过最大额定值（如电源电压、环境温度、输出电流等），否则将损坏器件注意电源电压的稳定性,为了保证电路的稳定性，供电电源的质量一定要好，要稳压在电源的引线端并联大的滤波电容，以避免由于电源通断的瞬间而产生冲击电压更注意不要将电源的极性接反，否则将会损坏器件数字集成电路的应用要点,采用合适的方法焊接集成电路,在需要弯曲管脚引线时，不要靠近根部弯曲焊接前不允许用刀刮去引线上的镀金层，焊接所用的烙铁功率不应超过25W，焊接时间不应过长焊接时最好选用中性焊剂焊接后严禁将器件连同印制线路板放入有机溶液中浸泡注意设计工艺，增强抗干扰措施,在设计印刷线路板时，应避免引线过长，以防止窜扰和对信号传输延迟。
此外要把电源线设计的宽些，地线要进行大面积接地，这样可减少接地噪声干扰。