数字集成电路的分类.doc

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1、数字集成电路的分类  数字集成电路有多种分类方法，以下是几种常用的分类方法。1.按结构工艺分按结构工艺分类，数字集成电路可以分为厚膜集成电路、薄膜集成电路、混合集成电路、半导体集成电路四大类。图如下所示。世界上生产最多、使用最多的为半导体集成电路。半导体数字集成电路（以下简称数字集成电路）主要分为TTL、CMOS、ECL三大类。ECL、TTL为双极型集成电路，构成的基本元器件为双极型半导体器件，其主要特点是速度快、负载能力强，但功耗较大、集成度较低。双极型集成电路主要有   TTL(Transistor-TransistorLogic)电路、ECL(Em

2、itterCoupledLogic)电路和I２L(IntegratedInjectionLogic)电路等类型。其中TTL电路的性能价格比最佳，故应用最广泛。ECL，即发射极耦合逻辑电路，也称电流开关型逻辑电路。它是利用运放原理通过晶体管射极耦合实现的门电路。在所有数字电路中，它工作速度最高，其平均延迟时间tpd可小至1ns。这种门电路输出阻抗低，负载能力强。它的主要缺点是抗干扰能力差，电路功耗大。MOS电路为单极型集成电路，又称为MOS集成电路，它采用金属－氧化物半导体场效应管(MetalOxideSemi-conductorFieldEffectTr

3、ansistor,缩写为MOSFET)制造，其主要特点是结构简单、制造方便、集成度高、功耗低，但速度较慢。MOS集成电路又分为PMOS(P-channelMetalOxideSemiconductor，P沟道金属氧化物半导体)、NMOS(N-channelMetalOxideSemiconductor，N沟道金属氧化物半导体)和CMOS(ComplementMetalOxideSemiconductor，复合互补金属氧化物半导体)等类型。MOS电路中应用最广泛的为CMOS电路，CMOS数字电路中，应用最广泛的为4000、4500系列，它不但适用于通用逻辑

4、电路的设计，而且综合性能也很好，它与TTL电路一起成为数字集成电路中两大主流产品。CMOS数字集成电路电路主要分为4000（4500系列）系列、54HC/74HC系列、54HCT/74HCT系列等，实际上这三大系列之间的引脚功能、排列顺序是相同的，只是某些参数不同而已。例如，74HC4017与CD4017为功能相同、引脚排列相同的电路，前者的工作速度高，工作电源电压低。4000系列中目前最常用的是B系列，它采用了硅栅工艺和双缓冲输出结构。Bi-CMOS是双极型CMOS（Bipolar-CMOS）电路的简称，这种门电路的特点是逻辑部分采用CMOS结构，输出

5、级采用双极型三极管，因此兼有CMOS电路的低功耗和双极型电路输出阻抗低的优点。（1）TTL类型这类集成电路是以双极型晶体管（即通常所说的晶体管）为开关元件，输入级采用多发射极晶体管形式，开关放大电路也都是由晶体管构成，所以称为晶体管-晶体管-逻辑，即Transistor-Transistor-Logic，缩写为TTL。TTL电路在速度和功耗方面，都处于现代数字集成电路的中等水平。它的品种丰富、互换性强，一般均以74（民用）或54（军用）为型号前缀。①74LS系列（简称LS，LSTTL等）。这是现代TTL类型的主要应用产品系列，也是逻辑集成电路的重要产品之

6、一。其主要特点是功耗低、品种多、价格便宜。②74S系列（简称S，STTL等）。这是TTL的高速型，也是目前应用较多的产品之一。其特点是速度较高，但功耗比LSTTL大得多。③74ALS系列（简称ALS，ALSTTL等）。这是LSTTL的先进产品，其速度比LSTTL提高了一倍以上，功耗降低了一倍左右。其特性和LS系列近似，所以成为LS系列的更新换代产品。④74AS系列（简称AS，ALSTTL等）。这是STTL（抗饱和TTL）的先进型，速度比STTL提高近一倍，功耗比STTL降低一倍以上，与ALSTTL系列合并起来成为TTL类型的新的主要标准产品。⑤74F系列

7、（简称F，FTTL或FAST等）。这是美国（仙童）公司开发的相似于ALS、AS的高速类TTL产品，性能介于ALS和AS之间，已成为TTL的主流产品之一。（1）ECL类型ECL（EmitterCoupledLogic的缩写）门是双极型逻辑门的一种非饱和型的门电路，它的电路构成和差分放大器外形相似，但工作在开关状态，即截止与放大两种工作状态。它是非饱和的发射极耦合形式的电源开关，故称为发射极耦合逻辑（ECL）。由于它工作在非饱和状态，其突出优点是开关速度非常高，在逻辑上具有灵活性，所以ECL门是高速逻辑门电路中的主要类型。同时，这类电路还具有逻辑功能强、扇出

8、能力高、噪声低和引线串扰小等优点。因此，广泛应用于高速大型计算机、数字通信系统、