2019年数字集成电路的特点与分类
数字集成电路分类及特点
数字集成电路分类及特点随着数字集成电路的应用日益广泛,数字电路产品的种类愈来愈多，其分类方法若按用途来分，可分成通用型的集成电路（中小规模集成电路）产品，微处理（MPU）产品和特定用途的集成电路产品三大类。
其中可编程逻辑器件就是特定用途产品的一个重要分支。
按逻辑功能来分，可以分成组合逻辑电路（也称组合电路)，如门电路，编译码器等；时序逻辑电路，如触发器、计数器、寄存器等。
按电路结构来分，可分成TTL 型和CMOS 型两大类。
常用的TTL54／74 数字电路系列，它们的电源电压都是5.OV，逻辑“0”输出电压为≤0.2V，逻辑“l”输出电压为≥3.OV而抗扰度为1.OV。
CMOS 数字集成电路与TTL 型数字电路相比，前者的工作电源电压范围宽，静态功耗低、抗干扰能力强、输入阻抗高。
工作电压范围为3－18V（也有7－15V 的，如国产的C000 系列），输人端均有保护二极管和串联电阻构成的保护电路，输出电流（指内部各独立功能的输出端）一般是10mA，所以在实际应用时输出端需要加上驱动电路，但输出端若连接的是CMOS 电路，则因CMOS 电路的输入阻抗高，在低频工作时，一个输出端可以带动50 个以上的接入端。
CMOS 电路抗干扰能力是指电路在干扰噪声的作用下，能维持电路原来的逻辑状态并正确进行状态的转换。
电路的抗干扰能力通常以噪声容限来表示，即直流电压噪声容限、交流（指脉冲）噪声容限和能量噪声（指输人端积累的噪声能量）三种。
直流噪声容限可达电源电压的40％以上，所以使用的电源电压越高，抗干扰能力越强。
这是工业中使用CMOS 逻辑电路时，都采用较高的供电电压的原因。
TTL 相应的噪声容限只有0.8V（因TTL 工作电压为5V）。
数字集成电路的产品型号的前缀为公司代号，如MC、CD、uPD、HFE 分别代表摩托罗拉半导体（MOTA）、美国无线电（RCA）、日本电气（NEC）、菲力浦等公司。
各产品的中间数字相同的型号均可互换。
从集成度来说,数字集成电路的分类(一)
从集成度来说,数字集成电路的分类(一)
数字集成电路的分类
按功能分类
•组合逻辑电路：由门电路组成，根据输入信号的组合产生输出信号。
•时序逻辑电路：根据时钟信号的变化产生输出信号，具有状态和记忆功能。
•存储器：用于存储和读取数据的电路，例如RAM和ROM。
•控制电路：用于控制其他电路或系统的运行的电路。
按规模分类
•大规模集成电路（LSI）：集成度较高的电路，通常包含数千个逻辑门。
•中等规模集成电路（MSI）：集成度适中的电路，包含数十到数百个逻辑门。
•小规模集成电路（SSI）：集成度较低的电路，通常只包含几个逻辑门。
按工艺分类
•PMOS：使用p型MOSFET器件制造的电路，适用于工艺落后。
•NMOS：使用n型MOSFET器件制造的电路，速度较快但功耗较高。
•CMOS：使用p型MOSFET和n型MOSFET器件制造的电路，兼具速度和功耗优势。
按应用领域分类
•通信集成电路：用于无线通信和有线通信等领域，如手机芯片和光通信芯片。
•测量与控制集成电路：用于仪器仪表、自动化控制等领域。
•计算机集成电路：包括中央处理器（CPU）、图形处理器（GPU）等用于计算机内部的电路。
•模拟与混合信号集成电路：用于音频、视频、模拟信号处理等领域。
按硬件级别分类
•数字电路：采用离散的数值进行处理和传输的电路。
•模拟电路：采用连续的信号进行处理和传输的电路。
•模拟-数字混合电路：同时包含模拟和数字电路的混合电路。
以上是数字集成电路的一些常见分类，不同的分类方式可以帮助
我们更好地理解和应用数字集成电路。
数字集成电路的分类word资料10页
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-Transistor Logic)电路、ECL(Emitter Coupled Logic)电路和I２L(Integrated Injection Logic)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(Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor,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-channel Metal Oxide Semiconductor，P沟道金属氧化物半导体)、NMOS(N-channel Metal Oxide Semiconductor，N沟道金属氧化物半导体)和CMOS(Complement Metal Oxide Semiconductor，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。
数字集成电路总结
数字集成电路基础学习总结第一章数字电子技术概念1.1 数字电子技术和模拟电子技术的区别模拟信号：在时间上和数值上均作连续变化的电路信号。
数字信号：表示数字量的信号，一般来说数字信号是在两个稳定状态之间作阶跃式变化的信号，它有电位型和脉冲型两种表达形式：用高低不同的电位信号表示数字“1”和“0”是电位型表示法；拥有无脉冲表示数字“1”和“0”是脉冲型表示法。
数字电路包括：脉冲电路、数字逻辑电路。
数字电路的特点：1）小、轻、功耗低2）抗干扰力强3）精度高按电路组成的结构可分立元件电路集成电路数数字电路分类小规模按集成度的大小来分中规模大规模超大规模双极型电路按构成电路的半导体器件来分单极型电路组合逻辑电路按电路有记忆功能来分1.21.3 三极管：是一种三极（发射极E、基极B(发射结、集电结)半导体器件，他有NPN和PNP两种，可工作在截止、放大、饱和三种工作状态。
电流公式：I(E)=I(B)+I(C)放大状态：I(C)=βI(B) 饱和状态：I(C)< βI(B)1.4 数制，两要素基数权二进制，十进制，十六进制之间的转换：二进制转换成十进制：二进制可按权相加法转化成十进制。
十进制转换成二进制：任何十进制数正数的整数部分均可用除2取余法转换成二进制数。
二进制转化成八进制：三位一组分组转换。
二进制转换成十六进制：四位一组分组转换。
八进制转换成十六进制：以二进制为桥梁进行转换。
1.5 码制十进制数的代码表示法常用以下几种：8421BCD码、5421BCD码、余3BCD码。
8421BCD码+0011=5421BCD码第二章逻辑代数基础及基本逻辑门电路2.1 “与”逻辑及“与”门若决定某一时间的所有条件都成立，这个事件就发生，否则这个事件就不发生，这样的逻辑关系成为逻辑与或者逻辑乘。
逻辑与真值表：逻辑功能：有0出0，全1出1. 逻辑式：L=A •B 符号：2.2“或”逻辑及“或”门决定某一事件的条件中只要有一个或一个以上成立，这事件就发生，否则就不发生没这样的逻辑关系称为逻辑或或称为逻辑加。
什么是电子电路中的数字集成电路它们有什么特点
什么是电子电路中的数字集成电路它们有什么特点数字集成电路（Digital Integrated Circuit，简称DIC）是指应用数值信号进行处理和传输的集成电路。
它是电子电路中的一种重要组成部分，广泛应用于数字电子设备中，如计算机、通信设备、嵌入式系统等。
数字集成电路具有以下几个特点：1. 数字信号处理能力强：数字集成电路可以对数字信号进行高效的处理和计算，具备较高的计算能力和运算速度。
这使得数字设备在数据处理、逻辑运算等领域具备较大优势。
2. 高密度集成：数字集成电路采用微电子技术，可以将众多的逻辑门电路、触发器、计数器等数字电路元件集成到单个芯片中，实现高度集成化和紧凑的设计。
这种高密度集成的特点使得数字集成电路具备更小的体积和更简洁的结构。
3. 低功耗：数字集成电路采用的是以0和1表示的数字信号进行处理，相较于模拟电路，数字电路的功耗较低。
这对于一些依赖电池供电、需要长时间运行的电子设备尤为重要，如移动设备、无线传感器网络等。
4. 抗干扰能力强：数字集成电路具备较高的抗干扰能力，能够有效抵御外界的干扰信号对数字信号的影响。
这使得数字集成电路在复杂电磁环境下能够稳定可靠地工作，保证数据的准确性和可靠性。
5. 易于设计和维护：数字集成电路的设计和维护相对比较容易。
数字电路的设计采用的是逻辑门电路、触发器等离散元件的组合，可以通过电路图进行表达和设计；同时，数字集成电路的维护主要是对芯片的检测、替换和刷写等操作，较为简便。
总结起来，数字集成电路具有处理能力强、高度集成、低功耗、抗干扰能力强、易于设计和维护等特点。
它在现代电子技术中发挥着重要作用，推动了数字化产品的不断发展和普及。
随着科技的进步和需求的不断变化，数字集成电路将会继续发展，为人们带来更多便利和创新。
集成电路的定义、特点及分类介绍共12页word资料
集成电路的定义、特点及分类介绍集成电路（integratedcircuit，港台称之为积体电路）是一种微型电子器件或部件。
采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，这样，整个电路的体积大大缩小，且引出线和焊接点的数目也大为减少，从而使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。
它在电路中用字母“IC”（也有用文字符号“N”等）表示。
集成电路特点集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。
它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用，同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。
用集成电路来装配电子设备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备的稳定工作时间也可大大提高。
集成电路的分类（一）按功能结构分类集成电路按其功能、结构的不同，可以分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路三大类。
模拟集成电路又称线性电路,用来产生、放大和处理各种模拟信号（指幅度随时间边疆变化的信号。
例如半导体收音机的音频信号、录放机的磁带信号等），其输入信号和输出信号成比例关系。
而数字集成电路用来产生、放大和处理各种数字信号（指在时间上和幅度上离散取值的信号。
例如VCD、DVD重放的音频信号和视频信号）。
（二）按制作工艺分类集成电路按制作工艺可分为半导体集成电路和薄膜集成电路。
膜集成电路又分类厚膜集成电路和薄膜集成电路。
（三）按集成度高低分类集成电路按集成度高低的不同可分为小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路、特大规模集成电路和巨大规模集成电路。
（四）按导电类型不同分类集成电路按导电类型可分为双极型集成电路和单极型集成电路,他们都是数字集成电路.双极型集成电路的制作工艺复杂，功耗较大，代表集成电路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等类型。
数字集成电路的分类
数字集成电路的分类数字集成电路的分类1．TTL数字集成电路TTL是晶体管输入－晶体管输出的逻辑电路，它由NPN或PNP 型晶体管组成。
TTL数字集成电路主要分为54/74系列、5411/7411系列、545/745系列、54ALS/74ALS系列等。
（1）74系列这是早期的产晶，现仍在使用，但逐渐被淘汰。
（2）74H系列74H系列是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，目前已不太使用。
（3）745系列745系列是高速肖特基系列，TTL的三极管、二极管采用肖特基结构，速度较高，但品种比74LS系列少。
（4）74LS系列74LS系列是低功耗肖特基系列，是当前TTI凵类型中的主要产品系列。
品种和生产厂家很多，价格较低。
（5）74ALS系列74ALS系列是先进的低功耗肖特基系列，是74LS系列的后继产品，其速度、功耗等方面都有较大的改进，但价格较高。
（6）74AS系列74AS系列是745系列的后继产品，尤其是速度有显著提高，又称先进超高速肖特基系列。
（7）74F 系列（74Fast 系列）74F系列是相似于74ALS和74AS的高速型系列产品。
2．CM0S数字集成电路CM0S数字集成电路是由P沟道增强型MOS管和N沟道增强型MOS管，按照互补对称形式连接起来的。
主要分为4000（4500）系列、54HC/74HC系列、54HCT/74HCT系列、54AC/74AC系列、54ACT/74ACT系列、54AHC/74AHC、54AHCT/74AHCT、54AHCU/74AHCU系列等。
（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MCl4000B系列和 MCl4500B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（3～18V）、功耗小、速度较低、品种多、价格低廉，是目前CM0S集成电路的主要应用产品。
常见的集成电路类型有哪些
常见的集成电路类型有哪些集成电路（Integrated Circuit，简称IC）是一种将大量的晶体管、二极管和其他电子器件及其相应的电气连接电路组合在一块半导体晶体片上的技术。
它具备高度集成、小尺寸、低功耗和可靠性高等特点，在现代电子技术领域起着举足轻重的作用。
下面介绍一些常见的集成电路类型。
1. 数字集成电路（Digital Integrated Circuit，简称DIC）数字集成电路采用二进制码进行信息的处理和传输，主要实现逻辑门电路、触发器、计数器、存储器等功能。
它可以将逻辑门电路等组合形成复杂的电子数字系统，广泛应用于计算机、通信、自动控制等领域。
2. 模拟集成电路（Analog Integrated Circuit，简称AIC）模拟集成电路主要用于处理连续变化的信号，具备对电压、电流和频率的精确控制。
常见的模拟集成电路包括放大器、运算放大器、滤波器和比较器等。
模拟集成电路广泛应用于音频处理、电源管理、通信以及传感器等领域。
3. 混合集成电路（Mixed-Signal Integrated Circuit，简称MSIC）混合集成电路是数字集成电路与模拟集成电路的结合体，它同时可以处理数字信号和模拟信号。
在现代电子设备中，许多功能模块需要同时处理数字数据和模拟信号，因此混合集成电路得到了广泛应用，如数据转换器、功率管理芯片等。
4. 通信集成电路（Communication Integrated Circuit，简称CIC）通信集成电路主要用于实现信息的发送、接收和处理，广泛应用于无线通信、移动通信和网络通信系统中。
通信集成电路包括信号调理电路、解调器、调制解调器和射频电路等，能够实现高速数据传输和可靠的通信连接。
5. 专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC）专用集成电路是根据特定应用需求进行设计和制造的电路，可以根据所需的功能和性能精确地实现目标。
数字集成电路的分类与特点
数字集成电路的分类与特点数字集成电路有双极型集成电路（如TTL、ECL）和单极型集成电路（如CMOS）两大类，每类中又包含有不同的系列品种一、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：1．74 –系列这是早期的产品，现仍在使用，但正逐渐被淘汰。
2．74H –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。
3．74S –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。
4．74LS –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。
5．74ALS –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。
6．74AS –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。
二、CMOS集成电路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（3～18V）、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。
2．74HC –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。
数字集成电路的分类与特点
数字集成电路的分类与特点数字集成电路有双极型集成电路（如TTL、ECL）和单极型集成电路（如CMOS）两大类，每类中又包含有不同的系列品种一、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：1．74 –系列这是早期的产品，现仍在使用，但正逐渐被淘汰。
2．74H –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。
3．74S –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。
4．74LS –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。
5．74ALS –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。
6．74AS –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。
二、CMOS集成电路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（3～18V）、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。
2．74HC –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。
数字集成电路的分类
•一、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。
如图0-1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-Transistor Logic)电路、ECL(Emitter Coupled Logic)电路和I２L(Integrated Injection Logic)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(Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor,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-channel Metal Oxide Semiconductor，P沟道金属氧化物半导体)、NMOS(N-channel Metal Oxide Semiconductor，N沟道金属氧化物半导体)和CMOS(Complement Metal Oxide Semiconductor，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。
什么是集成电路和它的分类
什么是集成电路和它的分类集成电路（Integrated Circuit，简称IC）是现代电子技术中的一项重要成果，也是电子设备发展的基础。
它是将数百至数十亿个电子器件以及被连接的元件封装在一个非常小的半导体芯片上，并且在芯片上完成电子器件的制造、连接和组合。
在集成电路中，电子器件可以是晶体管、二极管、电阻器等，它们的功能是通过电流或电压进行控制和传输。
集成电路的分类通常可以根据不同的标准进行，下面将从不同的角度对集成电路进行分类。
一、按集成度分类1. 小规模集成电路（Small Scale Integration，简称SSI）：SSI通常指电路规模在10至100个晶体管之间的集成电路。
这种集成电路主要用于一些简单而又特定的功能模块，如门电路、触发器等。
2. 中规模集成电路（Medium Scale Integration，简称MSI）：MSI 是指电路规模在100至1000个晶体管之间的集成电路。
这类集成电路主要用于一些功能较为复杂的模块，如计数器、暂存器等。
3. 大规模集成电路（Large Scale Integration，简称LSI）：LSI一般指电路规模在1000至1万个晶体管之间的集成电路。
这类集成电路可以实现更复杂的功能，如微处理器、存储器等。
4. 超大规模集成电路（Very Large Scale Integration，简称VLSI）：VLSI是指电路规模在1万至100万个晶体管之间的集成电路。
这类集成电路拥有更高的综合集成度，可以实现更为复杂的功能，如系统芯片、ASIC芯片等。
5. 超超大规模集成电路（Ultra Large Scale Integration，简称ULSI）：ULSI是指电路规模在100万个晶体管以上的集成电路。
这类集成电路能够实现更加复杂和多样化的功能需求，如高性能处理器、高容量存储器等。
二、按功能分类1. 数字集成电路（Digital Integrated Circuit）：数字集成电路中的电子器件用于处理离散的数字信号，通过逻辑门实现二进制数据的处理和运算。
数字集成电路的分类与特点
数字集成电路的分类与特点数字集成电路的分类与特点数字集成电路有双极型集成电路（如TTL 、ECL ）和单极型集成电路（如CMOS ）两大类，每类中又包含有不同的系列品种一、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：1.74 -系列这是早期的产品，现仍在使用，但正逐渐被淘汰。
2.74H -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。
3.74S -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。
4.74LS -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。
5.74ALS -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1 mW ）等方面都有较大的改进，但价格比较高。
6.74AS -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。
二、CMOS 集成电路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（3〜18V）、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。
2.74HC -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。
数字集成电路
用于处理数字信号的集成电路
01 基本介绍
03 逻辑功能
目录
02 型号组成 04 内部设计
05 类别说明
07 注意事项
目录
06 一般特性
数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。根据数字集成电路 中包含的门电路或元、器件数量，可将数字集成电路分为小规模集成（SSI）电路、中规模集成MSI电路、大规模 集成（LSI）电路、超大规模集成VLSI电路和特大规模集成（ULSI）电路。
·输入端信号幅度不能大于VDD和小于0V；
·消除电源上的干扰；
·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；
·对使用的电源加限流措施，看
②电源电压的极性千万不能接反，电源正负极颠倒、接错，会因为过大电流而造成器件损坏。
③CM0S电路要求输人信号的幅度不能超过VDD～VSS，即满足VSS=V1=VDD。当 CM0S电路输入端施加的电压过 高（大于电源电压）或过低（小于0V），或者电源电压突然变化时，电路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：
从功能上来看，数字集成电路内部可以分为数据通路（Data-path，也称为数据路径）和控制逻辑两大部分。 这两大部分都是由大量的时序逻辑电路集成的，而且绝大部分都是同步的时序电路，因为时序电路被多个触发器 或寄存器分成若干节点，而这些触发器在时钟的控制下会按同样的节拍来工作，可以简化设计。在长期的设计过 程中，已经积累了很多标准的通用单元，比如选择器（也叫多路器，可以从多个输入数据中选一个输出）、比较 器（用于比较两个数的大小）、加法器、乘法器、移位寄存器等等，这些单元电路形状规则，便于集成（这也是 数字电路在集成电路中得到更好的发展的原因）。这些单元按设计要求连接在一起，形成数据通路，待处理的数 据从输入端经过这条通路到输出端，便得到处理后的结果。同时，还需要由专门设计的控制逻辑，控制数据通路 的各组成部件，按各自的功能要求和特定的时序关系和来配合工作。
数字集成电路的分类
数字集成电路的分类一、依据集成规模的大小分类依据集成电路规模的大小，通常将其分为小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）。
分类的依据是一片集成电路芯片内所包含的元器件数目。
单片内含元器件数目小于100个的属于SSI；单片内含元器件数目在100个～999个之间的属于MSI；单片内含元器件数目在1000个～99999个之间的属于LSI；单片内含元件数目大于100000个的属于VLSI。
例如，本章所争论的集成规律门和触发器属于小规模集成电路。
图1给出了一个14引脚集成规律门芯片的形状图。
图1 14引脚的集成规律门电路芯片二、依据采纳的半导体器件分类依据所采纳半导体器件的不同，目前常用的数字集成电路可以分为两大类：一类是双极型集成电路；另一类是单极型集成电路，简称为MOS集成电路。
相对而言，双极型集成电路的特点是速度快、负载力量强，但功耗较大、结构较简单，因而使集成规模受到肯定限制；MOS型集成电路的特点是结构简洁、制造便利、集成度高、功耗低，但速度一般比双极型集成电路稍慢。
双极型集成电路又可分为TTL电路、ECL电路和I2L电路等类型，其中TTL电路是至今广泛应用的一类集成电路；MOS集成电路又可分为PMOS、NMOS和CMOS等类型，其中CMOS电路以其优越的综合性能被应用于各种不同规模的集成规律器件中。
本章主要争论TTL门电路和CMOS门电路。
三、依据设计方法和功能定义分类依据设计方法和功能定义，数字集成电路可分为非用户定制电路、全用户定制电路和半用户定制电路。
非用户定制电路又称为标准集成电路，这类电路具有生产量大、使用广泛、价格廉价等优点，例如各种小、中、大规模通用集成电路产品。
全用户定制电路是为了满意用户特别应用要求而特地生产的集成电路，通常又称为专用集成电路（ASIC）。
半用户定制电路是由厂家生产出功能不确定的集成电路，再由用户依据要求进行适当处理，令其实现指定功能，即由用户通过对已有芯片进行功能定义将通用产品专用化。
数字集成电路基本特性与分类概述
数字集成电路基本特性与分类概述数字集成电路（Digital Integrated Circuit，简称IC）是由数字电路组成的集成电路，它是现代电子技术的基础，广泛应用于计算机、通信、测控、嵌入式系统等领域。
本文将对数字集成电路的基本特性和分类进行概述。
一、数字集成电路的基本特性1. 高度集成：数字集成电路的特点之一是高度集成，即将大量的电子元器件和电路功能集成在一个芯片上。
这使得数字集成电路具有小体积、轻重量的特点，同时也大大提高了电路的可靠性和性能。
2. 逻辑功能：数字集成电路的主要任务是进行逻辑运算，包括与门、或门、非门等基本逻辑功能。
通过逻辑门的组合，可以实现各种复杂的数字逻辑运算，满足不同应用的需求。
3. 数值表示：数字集成电路处理的是数字信号，因此需要使用二进制数进行数值表示。
通过不同的编码方式，可以将数字信号转换成二进制数表示，进而进行数字逻辑运算。
4. 时序控制：数字集成电路需要通过时序控制来确保电路在正确的时间顺序下进行工作。
时序控制可以通过时钟信号、触发器等元件来实现，保证电路的稳定性和可靠性。
二、数字集成电路的分类根据不同的逻辑功能和应用需求，数字集成电路可以分为以下几种主要分类：1. 组合逻辑电路：组合逻辑电路是由逻辑门组成的电路，其输出仅依赖于当前的输入信号，不受过去输入信号的影响。
常见的组合逻辑电路有加法器、减法器、多路选择器等。
2. 时序逻辑电路：时序逻辑电路是根据时钟信号来控制输出的电路，其输出除了与当前的输入信号有关外，还与过去的输入信号有关。
常见的时序逻辑电路有触发器、计数器等。
3. 存储器：存储器是一种特殊的数字集成电路，用于存储和读取数据信息。
存储器可以分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两种类型，常用于计算机的主存储器和硬盘等设备。
4. 数字信号处理器：数字信号处理器（DSP）是一种专门用于数字信号处理的高性能微处理器。
它具有高速运算、高精度计算等优点，广泛应用于音频、视频、图像等领域。
数字集成器件的种类与特点
数字集成器件的种类与特点数字集成器件是一种将数字电路功能集成在单个芯片上的电子器件。
它由数字逻辑门电路、存储器、时钟电路和输入输出接口等组成。
数字集成器件的种类很多，常见的有逻辑门、触发器、计数器、存储器和数据选择器等。
每种数字集成器件都有其特点和应用范围。
逻辑门是数字集成器件的基础，它根据输入的电平信号产生相应的输出电平信号。
常见的逻辑门有与门、或门、非门、与非门、或非门和异或门等。
逻辑门的特点是具有简单的结构和高速的响应速度，可以实现各种逻辑运算和控制功能。
逻辑门广泛应用于数字电路中，如计算机、通信设备和工控系统等。
触发器是一种用于存储和传递信息的数字集成器件。
触发器的特点是具有稳定的存储功能和较快的响应速度。
触发器可以分为RS触发器、D触发器、JK触发器和T触发器等。
触发器广泛应用于时序电路和存储器等数字系统中，如时钟模块、计数器和寄存器等。
计数器是一种用于计数和记忆次数的数字集成器件。
计数器的特点是具有稳定的计数功能和高速的计数速度。
计数器可以分为二进制计数器、十进制计数器和分频器等。
计数器广泛应用于计数器、时钟分频器和频率合成器等数字系统中。
存储器是一种用于存储和读取信息的数字集成器件。
存储器的特点是具有大容量的存储空间和快速的读写速度。
存储器可以分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）等。
存储器广泛应用于计算机和通信设备等数字系统中，如内存、硬盘和闪存等。
数据选择器是一种用于选择和传递数据的数字集成器件。
数据选择器的特点是具有多路选择和高速传输的功能。
数据选择器可以分为多路选择器和多路复用器等。
数据选择器广泛应用于多路选择器、数据交换机和数据选择器等数字系统中。
数字集成器件是一种将数字电路功能集成在单个芯片上的电子器件。
它具有逻辑运算、存储和传输等功能。
不同种类的数字集成器件具有不同的特点和应用范围。
透过数字集成器件的研究和应用，可以实现数字系统的高性能和高可靠性。
随着科技的不断发展，数字集成器件的种类和功能将会进一步扩展和完善，为数字系统的发展提供更多可能性。
数字集成电路的分类.
可以线或的TTL门
• • • • • • • 通常两个TTL门的输出端 是不可并联使用。也不可 短接到地或者电源上 但是有两种TTL门可将它 们的输出端用连线并联在 一起,构成或(或者与)逻辑, 即所谓的线或（或者线与）
1集电极开路门OC
• 电路图 • 符号 • 几个OC门的输出可并联在一起完成一定 的逻辑功能。
CMOS反相器
• 电路组成 • 传输特性
I区:Ui≥0且<UGS(th)N.T1管截止,T2管导通. 输出电压U0=UOH=UDD Ⅱ区: Ui ≥ UG S(th)N且<UDD/2,T1管和T2管 皆导通, IDD随UI的增加而增大,UO随UI的增加而减小. Ⅲ区:UI在UDD/2附近.T1和T2管皆导通,输出 电压UO随UI增加而急剧地减小.当UI=UDD/2 , 电源电流IDD到达最大值. Ⅳ区:Ui>UDD/2且≤ UDD -|UGS(th)P | T1和T2管皆导通, IDD随着U1增加而减小;UO随UI增加而继续减小. Ⅴ区: UI>UDD -|UGS(th)P |且≤ UDD ,T2管截止, T1管导通. IDD=0 UO=UOL=0V,ຫໍສະໝຸດ 二极管与门三极管非门
• Ui=0.2V 三极管截止，Uo=Ucc=5V • Ui=5V 三极管饱和，Uo=Uces=0.2V
晶体管与非门
• 利用二极管与门和一个非门可构成一个 与非门电路
TTL与非门
• 组成：（三部分）
输入级: T1 (多发射极晶体管)R1 与功能 中间极:T2和R2,R3 非功能 输出级:T3,D,T4和R4
重点
• 重点掌握各种逻辑系列在速度、功能和 干扰能力等方面的主要特点并掌握各种 逻辑系列和主要参数的物理意义和数值 的量级。 • 作业： P122 4 • P122 6
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5
? 逻辑状态与正、负逻辑约定
事物两种互相对立的状态可以抽象地表达为 0 和 1，称为 逻辑 0 状态和逻辑 1 状态。逻辑 0 状态和逻辑 1 状态各 代表什么，是 人为规定的。
? 在数字电路中，我们可以规 定高电位为逻辑 1 ，低电位 为逻辑 0 ，反之也可以规定 低电位为逻辑 1 ，高电位为 逻辑 0 。前者叫做“正逻辑 ”约定，后者叫做“负逻辑 ”约定。
0.3V
KCL 饱和
2.给出结论：IIH=40μA; IOL=16mA (UOL=0.2V)
结论：1.计算得出UIL=0 .2V → UOH=3.6V 18
2.给出结论： IIL=1.6mA(器件手册); IOH=0.4mA (UOH=3.6V)
工作参数 P119 TTL
19
IIH=40μA; I OL =16mA
10
? 由真值表可知，上面电路是一个非门
电路的输入与输出电位
输入A 0.2V 5V
输出F 5V 0.2V
电路的真值表
输入A 0 1
输出F 1 0
11
+
3 晶 体 管 与 非 门
12
4.2.1 TTL与非门电路
输入
输A
B
入
与 0.2V 0.2V
输 0.2V 5V
出 电
5V
0.2V
位 5V 5V
输出 F 5V 5V 5V
关闭电压 UIL(max)=0.8V
开启电压 UIH(min)=2.0V
uTH = 1.4V
当 uI 增大到 1.4 V左右时，输出电压 uO急剧下 降，此时对应的输入电压值称为阈值电压 uTH
躁声容限 门电路之间相互连接时，前一级23 门的输出就是后一级门的输入，在前一级输 出为最坏的情况下（输出高电位为UOH(min)）， 后一级门的输入电压允许的变化幅度叫做噪 声容限。
6
? 同一个电路，按两种不同的约定去分析， 会得出不同的结论。
? 在今后讨论电路时，必须明确采用哪种约定。 一般采用正逻辑约定。
uo
高电位 低电位
正 逻 辑 约 定
0
1 1
0
负 逻 辑 约 定
7
4.2 晶体管－晶体管逻辑电路(TTL电路)
4.2.1 最简单的与门、非门和与非门电路 1. 二极管与门
杨德生 编制
亚盛电大分校理工部
退出
1
第四章 门电路
2
3
4.1 数字集成电路的特点与分类
? 半导体集成电路：采用外延生长、氧化、光刻、 扩散等技术，将多个晶体管、电阻、电容等元件 以及它们之间的连线做在一块半导体基片上所构 成的电路。
? 按内部有源器件不同分类： 双极型晶体管集成电路 MOS集成电路
0.2V
输入
电A
B
路0
0
的 真
0
1
值1
0
表1
1
输出 F 1 1 1 0
13
输出级： 推拉式电路 或图腾柱输 出电路
14
P104
15
P N
16
KCL
T1处于“反向运用”放大状态—发射极和集电极 颠倒使用，反向运用时β很小，小于0.05。
结论：1.计算得出 UIH=3.6V
17
→T4饱和 ,UOL =0.2V
IIL =－1.6mA; I OH =－0.4mA
?以上电流参数规定流入为正， 流出为负。
P106
20
TTL
非 门 传 输 特 性
当 uI 从 0 V电位逐渐上升到高电位时，输出电 压 uO的变化情况。
?为了区别 1 和 0 两种逻辑状态，规定了21 输出高电位的下限 UOH(min)＝2.4V，和 输出低电位的上限 UOL(max)＝0.4V。
I OL I IL
? 16 ? 10 1.6
扇出系数 N0=min{NOH,NOL}
28
集电极开路门简称 OC门
UCC
29
RL
? 与普通TTL与非门相比，OC门去掉了T3、D，使 T4集电极开路，并作为电路的输出端。OC门正 常工作时，要外接电源并串接一个电阻RL。只要 RL阻值选择的合适即能实现与非功能，还可以将 两个或更多的OC门输出端直接连接在一起。
4
? 按集成度不同分类：
小规模集成电路（SSI）：10～100元件／片 如各种逻辑门电路、集成触发器。 中规模集成电路（MSI）：100～1000元件／片 ，如译码器、编码器、寄存器、计数器。
大规模集成电路（LSI）：1000 ～105元件／片 ，如中央处理器，存储器。
超大规模集成电路（VLSI）：105元件以上／ 片。
30
Y1 ? AB
Y Y2 ? CD
Y1 Y ? Y1 ?Y2 ? AB ?CD
? 实现了与功能，称为线与。
Y2
Y ? AB ? CD
? 实现了或功能，称为线或。
31
三态TTL门
三态TTL门与普通TTL门不同， 它的输出端除了可以出现高、 低电平（正常工作状态，低阻 输出），还可以出现第三种状 态——高阻状态（或称阻塞状 态、禁止状态） A、B输入端 F输出端 G阻塞信号输入端 EN使能信号输入端
?UO＞2.4V，为逻辑 1 状态 UO＜0.4V，为逻辑 0 状态
? 开启电压 UIH(min) ：保证输出为低电位即 UO＜0.4V，输入高电位的下限。 关闭电压 UIL(max) ：保证输出为高电位即 UO＞2.4V，输入低电位的上限。
TTL 非 门 传 输 特 性
如果把传输特性理想化 ，阈值电压就22 是输出高、低电位的分界线
UNH=UOH(min)- UIH(min)
=2.4-2.0V=0.4V
UOH
UIH
P106
躁声容限 门电路之间相互连接时，前一级24 门的输出就是后一级门的输入，在前一级输 出为最坏的情况下（输出低电位为UOL(max)）， 后一级门的输入电压允许的变化幅度叫做噪 声容限。
UNL=UIL(max)- UOL (max)
=0.8-0.4V=0.4V UOL UIL
25
门电路躁声容限=min{UNH,UNL} 噪声容限是用来说明门电路抗 干扰能力大小的参数。
?扇出系数NO： 26 一个与非门能
够驱动同类型
与非门的最大 数目。
N OH
?
I OH I IH
?
0.4 ? 10?3 40 ? 10?6
?
10Байду номын сангаас
27
N OL ?
设 UHI=+3V ； UIL=0V。二极管正向导通时的压降近似为 0
8
? 由真值表可知，上面电路是一个与门
电路的输入与输出电位
输入
A
B
0V 0V
0V 3V
3V 0V
3V 3V
输出 F 0V 0V 0V 3V
电路的真值表
输入
A
B
0
0
0
1
1
0
1
1
输出 F 0 0 0 1
9
2. 三极管非门
设 UHI=5V ；UIL=0.2V。三极管饱和时 UCES = 0.2V