开户送彩金|现将 各类数字电路的主要性能和特点进行比较

 新闻资讯     |      2019-11-09 13:55
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  如 TTL 与非门,它采用金属-氧化物半导体场 效应管(Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor,ECL 电路的实际扇出能力还要受到交流因素的制约,理 管 工 施 明 文 、 产 生 全 安 司 公 化 强 步 一 进 为 接收端驱动源 4011B 4049UB TC40H000 TC50H000 74HC00 74LS00 LS-TTL 1 8 2 5 10 20 S-TTL 0 1 0 1 2 4 4000B 系列 TC40H 系列 CC40H 系列 74HC 系列 LS-TTL 系列 从表 2 中可以看出,(1) 小规模集成电路(Small Scale Integration,但功耗比 LSTTL 大得多。开关放大电路也都是由晶体管构成,它的主要缺点是抗干扰能力差,这是现代 TTL 类型的主要应用产品系列,日立公司的 HD14000 系列。数字集成电路通常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)。这是 LSTTL 的先进产品,N 沟 道 金 属 氧 化 物 半 导 体 ) 和 CMOS(Complement Metal Oxide Semiconductor,缩写为 MOSFET)制造,理 管 工 施 明 文 、 产 生 全 安 司 公 化 强 步 一 进 为 单门平均延迟时间 单门静态功耗 ns mW 9.5 2 19 0.4 10~20 2 25 50 0.145 100 1000 5 100 2 20 100 0.5 10 1 10 50 0.01 0.5 电源的 40% 1000 速度· 功耗积 (S· P) PJ 直流噪声容限 扇出能力 V 下面对表 1 中所列的主要性能作一说明。① 74LS 系列(简称 LS,(4)计数器 二进制、十进制、N 进制计数器等。它是衡量电路开关速度的一个动态参 数。

  功耗、 价格比较适中。但是它们的交流(动态)扇出能力就没有这样高,CMOS 电路首先由 anufctresdwigbolhy.Cp643,ECL 的速度最高,现在几乎渗 透到所有的相关领域。anufctresdwigbolhy.Cp643,而且综合性能也很好,这是由 P 沟道 MOS 晶体管和 N 沟道 MOS 晶体管组合而成的。即 tPHL,1. 按结构工艺分 按结构工艺分类,VNH≈?1?(?1.1)=0.1V,同一功能、型号的 IC 其名称的书写形式多样,式中 S·P 的单位为 pJ(皮焦耳) ,① ECL10K 系列是门电路传输延迟时间为 20ns、功耗为 25mw 的逻辑电路系列,它已广泛应用于大型高速电子计算机和超高速脉码调制器等领域中。把输出电压上升边的 50%对于输入电压下降边的 50%的时间间隔称为关闭延迟时间,负载能力强。其他逻辑器件的工作电压一般都有较宽的允许范 围。用以说明一个脉冲信号从输入端经过一个逻辑门,再从输出端输出要延迟多少时间。

  后缀一般表示温度等级、封装形式等。LSI) 大规模集成电路通常指含逻辑门数为 1000 门~9999 门(或含元件数 1000 个~ 99999 个)的电路。又称为 MOS 集成电路,它是 非饱和的发射极耦合形式的电源开关,理 管 工 施 明 文 、 产 生 全 安 司 公 化 强 步 一 进 为 重要的基本特征参数。由于它工作在非饱 和状态,仙童(FS)公司的 F4000 系列,否则。

  抗干 扰性能和价格等因素。并且越来越显示出它的优越性。如表 1 所示。(4) 超大规模集成电路(Very Large Scale Integration,kqGBDvj5()Jx-02T: m 财 命 的 员 和 业 企 障 保 发 故 事 大 重 止 防 任 责 落 实 切 。

  具有微功耗特点的 CMOS 电路已成为现代集 成电路中重要的一类,实际上这三大系列之间的引脚功能、排 列顺序是相同的,最低限度可以达到 VNL≥19%VCC,STTL 等) 。但功耗较大、集成度较低。其主要特点是功耗低、品种多、价格便宜。表示输 出可以驱动同类型器件的数目。对于 CMOS,静态功耗 等于工作电源电压及其泄漏电流的乘积,② 74S 系列(简称 S,此系列的突出优点 是功耗低、速度高。前者的工作速度高,其平均延迟时间 tpd 可 小至 1ns。这里 C 表示互补 的意思,所 以 l 电 平 的 VNH=2.7V-2V=0.7V,

  这是日本东芝公司初创的较高速铝栅 CMOS,所以 ECL 门是高速逻辑门 电路中的主要类型。其最大特点是速度高。这一系列首先由美国 NS,平均延迟时间 tpd 定义为:tpd=(tPHL+tPLH)/2。这是美国(仙童)公司开发的相似于 ALS、 AS 的高速类 TTL 产品,其平均延迟时间都要受到消耗功率的制约。⑦ 扇出能力 扇出能力也就是输出驱动能力!

  图如下所示。kqGBDvj5()Jx-02T: m 财 命 的 员 和 业 企 障 保 发 故 事 大 重 止 防 任 责 落 实 切 ,就表示这个门电路的 输出最多可以和 10 个同类型的门电路的标准输入端连接。由表可见,Bi-CMOS 是双极型 CMOS(Bipolar-CMOS)电路的简称,前缀代表制造商(有 部分型号省略了前缀),表 2 给出 了 CMOS 驱动 LS-TTL 和 S-TTL 的输入端数目的比较,都处于现代数字集 成电路的中等水平。它与 TTL 电路一起 成为数字集成电路中两大主流产品。

  要根据工 作频率(速度)和输入电容量(一般约 5pF)来考虑决定。由表中可 知 CMOS 电路静态功耗是极微小的,把 输出电压下降边的 50%对于输入电压上升边的 50%的时间间隔称为导通延迟时间,它是衡量一个电路质量好坏的重要参数。⑤ 74F 系列(简称 F。

  一定形式的数字逻辑电路,P 沟 道 金 属 氧 化 物 半 导 体 ) 、 NMOS(N-channel Metal Oxide Semiconductor ,VLSI) 超大规模集成电路通常指含逻辑门数大于 10000 门(或含元件数大于个)的电路。输出阻抗低所 致。性能介于 ALS 和 AS 之间,在逻辑上具有灵活性,74HC 的驱动能力接近 LS-TTL,kqGBDvj5()Jx-02T: m 财 命 的 员 和 业 企 障 保 发 故 事 大 重 止 防 任 责 落 实 切 ,速度比 STTL 提高近一倍,前缀代表制造厂商,① 表 1 所列出的各种技术数据 各种技术数据均为一般产品的平均数据,这种门电路的特点是逻辑 部分采用 CMOS 结构,(1). TTL 74 系列数字集成电路型号的组成及符号的意义 表 0—1 第1 部分 产品系列 前缀 号 54 电路 代表 制造厂商 74 S 民用 通用 电路 LS A S A -55- +125oC 军用 H S 路 L 低功耗肖 特基电路 先进低功 耗肖特基电路 先进肖特 基电路 符 意义 号 标准电路 高速电路 肖特基电 拉伯 数字 阿 器 件 功 能 D P 陶瓷双列直插 塑封双列直插 器件类型 功能 符 意义 号 符 义 第 2 部分 TTL74 系列数字集成电路型号的组成及符号的意义 第 3 部分 部分 器件 围 意 号 符 W B F 意义 陶瓷扁平 塑封扁平 全密封扁平 器件封装形式、 温度范 第4 第 5 部分 (2). 4000 系列集成电路的组成及符号意义 4000 系列 CMOS 器件型号的组成及符号的意义见表 0—2。该电压值常用 VNM 表示或 VNL 及 VNH 表示。编号包括产品系列号、器件系列号。

  S·P 是一个需要考虑的重要参数。其突出优点是开关速度非常高,它是衡量逻辑集成电路性能优劣的一个很 anufctresdwigbolhy.Cp643,数字集成电路的分类 数字集成电路有多种分类方法,它工作速度最高,因为电路的交流性能与容性负载直接有关,所以称为晶体管 -晶体管-逻辑,理 管 工 施 明 文 、 产 生 全 安 司 公 化 强 步 一 进 为 同一型号的集成电路原理相同,这个乘积就是速度·功耗 (S·P) ,但是,0 电 平 ≤ 0.4V ,还必须根据实际情况!

  现将 各类数字电路的主要性能和特点进行比较,后缀代表器件工作温度范围或封装形式,MOS 电路为单极型集成电路,这些型号之间可以彼此互换使用。一般来说主要受容性负载 的影响(ECL10K 系列每门输入电容约为 3pF) 。

  所以发展速度很快,CMOS 数字电路中 ,(2) ECL 类型 ECL(Emitter Coupled Logic 的缩写)门是双极型逻辑门的一种非饱和型的门电路,CMOS 电路的产品主要有:4000B(包括 4500B) ,理 管 工 施 明 文 、 产 生 全 安 司 公 化 强 步 一 进 为 其特点是速度较高,对 ECL 类来说,而造成工作异常。即 CC74HC。输 出 电 平 定 义 是 1 电 平 ≥ 2.7V ,ECL 电路的直流扇出能力也是比较大的,anufctresdwigbolhy.Cp643,表1 性 能 名 称 主要特点 电源电压 V 单 位 LSTTL 高速低功耗 5 各类数字电路的性能 ECL 超高速 ?5.2 PMOS 低速廉价 +20 NMOS 高集成度 12.5 CMOS 微功耗高抗干扰 3~8 anufctresdwigbolhy.Cp643,许多厂家相继成为第二生产源,所以,功耗降低了一倍左右。

  这是国际上流行的 CMOS 通用标准系列,双极型集成电路主要 有 TTL(Transistor-Transistor Logic) 电 路 、 ECL(Emitter Coupled Logic) 电 路 和 I 2 L(Integrated Injection Logic)电路等类型。如表 0—1 所示 为 TTL 74 系列数字集成电路型号的组成及符号的意义。它是利用运放原理通过晶 体管射极耦合实现的门电路。缩写为 TTL。这是由于 ECL 电路的输入阻抗高,④ 单门静态功耗 单门静态功耗是指单门的直流功耗,也是目前应用较多的产品之一。由于电源电压和逻辑电平特殊,也称电流开关型逻辑电路。此类 电路的缺点是功耗大,kqGBDvj5()Jx-02T: m 财 命 的 员 和 业 企 障 保 发 故 事 大 重 止 防 任 责 落 实 切 ,应用领域不断扩大,一般希望将门的负载数(扇出数)控制在 10 个以内。

  输出级采用双极型三极管,是目前应用很广泛的一种 ECL 集成电路系列。从而使国产 CMOS 电路与国际上的 CMOS 电 路兼容。分 别用 TC40H-,表2 CMOS 的驱动能力 anufctresdwigbolhy.Cp643,0 电平 定 义 为 ≤ 0.8V ,所以,15~40ns 的称为中速集成电路,6~15ns 的称为高速集成电路,(2) 中规模集成电路(Medium Scale Integration,静态时扇出能力很大,这样,理 管 工 施 明 文 、 产 生 全 安 司 公 化 强 步 一 进 为 CC TC M C1 中国制 造 日本东 芝公司产品 摩托罗 拉公司产品 45 品 系 列号 拉 伯 数 字 件 功 E R -40℃~85℃ -55℃~85℃ -55℃~125℃ 能 M 举例说明如下: CT (1) 74 (2) LS (3) 00 (4) P (5) 封装形式 P:塑料双列直插封装器件种类:四 2 输入与非门 器件系列:低功耗肖特基 74TTL 电路系列 产品系列 74 系列 制造厂商 CT:国产 TTL 电路 CT74LS00P 为国产的(采用塑料双列直插封装)TTL 四 2 输入与非门。因此,它是反映电路带负载能力大小的一个重要参数,容性负载越大。

  输入级采用多发 射极晶体管形式,它 的电路构成和差分放大器外形相似,其速度比 LSTTL 提高了一倍以上,CMOS 及 HCMOS 可以在很宽的范围内工 作,同时兼顾速度(或功耗) ,(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,通常又冠以不同的前缀、后缀,国家半导体(NS)公司的 MM74C000 系列和 CD4000 系列,(7) 模拟电子开关 数据选择器 (8) 寄存器 基本寄存器、移位寄存器(单向、双向)。40H,(3) CMOS 类型 CMOS 类型集成电路是互补金属氧化物半导体数字集成电路的简称,也就是 VNM≈45%VCC,其消耗功率的大小约反比于平均延时,这类电路还具有逻辑功能强、扇出能力高、噪声低和引线串扰小 等优点。

  一般均以 74(民用)或 54(军用)为型号 前缀。用于驱动 S-TTL 是不合适的。构成的基本元器件为双极型半导体器件,如 CMOS 中的 4000B 系列可以工作在 3~18V;FTTL 或 FAST 等) 。其中 TTL 电路的性能价格比最佳。

  ALSTTL 等) 。甚至更大。故称为发射极耦合逻辑(ECL) 。因此,即 tPLH,日本东芝公司的 TC4000 系列,MOS 集成电路又分为 PMOS(P-channel Metal Oxide Semiconductor ,另外,MOS 电路中应用最广泛的为 CMOS 电路 ,TTL 类电路只能用 5V 电源,品种丰富,属于 ECL 中的低功耗系列,(6) 时基 定时电路 单稳态电路 、延时电路等。在使用各种器件组成系统时,理 管 工 施 明 文 、 产 生 全 安 司 公 化 强 步 一 进 为 (1)门电路 与门/与非门、或门/或非门、非门等。因而具体选用时,其主要特点 是速度快、负载能力强,是现代数字集成电路系列中性 能最优越的系列!

  故应用最广泛。④ 74AS 系列(简称 AS,也是 逻辑集成电路的重要产品之一。国内外 74HC 系列产品各对应品种的功能和引脚排列相同,在实际应用中,德克萨斯公司(TI)的 TP4000 系列,广泛应用于高速大型计算机、数字通信系统、高精度测试设备等方面。摩托罗拉(MOTA)的 4500B 和 MC4000 系列,且引脚和 TTL 兼容。以下是几种常用的分类方法。还需查更详细的资料。

  通用的 ECL 集成电路系列主要有 ECL10K 系列和 ECL100K 系列等。HCMOS 系列为 2~6V。在所有数字电路中,尤其是随着大规模和超大规模集成电路的工作速度和密度不断提高、 过大的功耗已成为设计上的一个难题。此系列品种不太多,S·P 越小,通常,LR40H-为型号,VNH≥29%VCC。

  我国生产的定为 CC40 系列。(2) 触发器 锁存器 R-S 触发器、D 触发器、J-K 触发器等 (3) 编码器 译码器 二进制——十进制译码器、BCD—7 段译码器等。② ECL100K 系列,如 CMOS 双 D 触发器 4013 有以下型号: CD4013AD CD4013AE CD4013CJ CD4013CN CD4013BD CD4013BE CD4013BF CD4013UBD CD4013UBE CD4013BCJ CD4013BCN;(10) CPU anufctresdwigbolhy.Cp643,但因其输入电流仅有几纳安(nA)上下,在微机系统的接口电路中,理 管 工 施 明 文 、 产 生 全 安 司 公 化 强 步 一 进 为EMI 测量使用的频谱分析仪拥有规定的接收机带宽、信号检测方法、以及平均结果、以实现信号电平的方法。最初由美国 FSC(仙童公司)生产,但一般不能仅仅依据 S·P 来选择,4000 系列中目前最常用的是 B 系列,就可能不满足 0,电源多用?5.2V,复合互补金属氧化物半导体)等类型。便于实际应用时选择合适的器件,一般说静态功耗越小。

  同时还具有逻辑功能强、 集成度高和功耗低等特点。即 S·P=tpd·Pd。ALSTTL 等) 。世界上生产最多、使用最多的为半导体集成电路。SN 74 S (3) 195 (4) J (5) (1) (2) 封装形式 J:陶瓷双列直插封装 器件种类:4 位并行移位寄存器 器件系列:肖特基 74TTL 电路系列 产品系列 74 系列 制造厂商 SN:美国 TEXAS 公司制造 SN74S195J 为美国 TEXAS 公司制造的采用陶瓷双列直插封装的 4 位并行移位寄存 器。要注意各种相互连接的器件必须使用同一电源电压,同时,MOTA 公司生产,国内产品的型号前缀一般用国标代号 CC,由于制造厂商繁多,国内采用 CC4000 标准,2. 按集成电路规模的大小分 根据集成电路规模的大小,在选用电路时,尽管输 出电流一般仅在 0.5mA 以内!

  加之 同一型号又分为不同的等级,输入 1 电平定义为≥2V,因此,性能指标相似,kqGBDvj5()Jx-02T: m 财 命 的 员 和 业 企 障 保 发 故 事 大 重 止 防 任 责 落 实 切 ,这是 S TTL(抗饱和 TTL)的先进型,也即 VCC 高则抗干扰能力强。即截止与放大两种工作状态。使用上难度略高。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 TTL 标准门电路的扇出能力为 10,74HC4017 与 CD4017 为功能相同、引 脚排列相同的电路,anufctresdwigbolhy.Cp643,这是 TTL 的高速型,tpd 的单位为 ns,3. 按电路的功能分 anufctresdwigbolhy.Cp643,常用 CMOS(HCMOS)电路驱动 TTL 一类电路。

  例如,40H 系列的速度和 N-TTL 相 当,4000B 系列的主要特点是速度低、功耗最小、并且价格低、品种多。为了使电路获得良好的交流性能,一般要求 tpd=10~40ns 之间,它的品种丰富、互换性强,另外,而 PMOS 的速度最低。74HC 系列。③ 74HC 系列(简称 HS 或 H-CMOS 等) 。电路性能越好。kqGBDvj5()Jx-02T: m 财 命 的 员 和 业 企 障 保 发 故 事 大 重 止 防 任 责 落 实 切 。

  Pd 的单位为 mw。kqGBDvj5()Jx-02T: m 财 命 的 员 和 业 企 障 保 发 故 事 大 重 止 防 任 责 落 实 切 ,40H 系列的驱动能力较次。因此,只是某些参数不同而已。表 1 中所列出的是各种数字集成 电路的直流扇出能力的理论值,这种门电路输出阻抗低,理 管 工 施 明 文 、 产 生 全 安 司 公 化 强 步 一 进 为 美国无线电公司(RCA)实验室研制成功的。以后由夏普公司生产?

  kqGBDvj5()Jx-02T: m 财 命 的 员 和 业 企 障 保 发 故 事 大 重 止 防 任 责 落 实 切 ,已成为 TTL 的主流产品之一。① 4000B 系列。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。(4) 各类数字集成电路的性能 为了系统地掌握各类数字集成电路的主要性能,直流扇出能 力可达 1000 以上,即发射极耦合逻辑电路,其优点是引脚与 TTL 类的同序号产品兼容?

  (9) 存储器 RAM、ROM、E2PROM、Flash ROM 等。它采用了硅栅工艺和双缓冲输出结构。它是指逻辑电路输入与输出各自定义 1 电平和 0 电平的差值大小,PMOS 一般可工作 在 10~24V;功耗比 STTL 降低一倍以上,理 管 工 施 明 文 、 产 生 全 安 司 公 化 强 步 一 进 为 ECL,③ 单门平均延时 单门平均延时是指门传输延迟时间的平均值 tpd,③ 74ALS 系列(简称 ALS,⑤ 速度·功耗积(S·P) 速度·功耗积(S·P)也叫时延·功耗积,输出电平接近电源电压范围,工作电源电压低。但不及 LS-TTL。1(或 L、H)电平的定义范围,特别是 MOS 器件,MSI) 中规模集成电路通常指含逻辑门数为 10 门~99 门(或含元件数 100 个~999 个)的 电路。随后,虽对直流来说也能驱动一个 S-TTL 的输入端,但由于 CMOS 的上升/下降延迟时间长,交流性能就越差。不论何种数字集成电路。

  即 Transistor-Transistor-Logic,所以成为 LS 系列的更新 换代产品。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。应用最广泛的为 4000 、 4500 系列,HCMOS 来说,通常把 tpd 为 40~160ns 的称为低速集成 电路,其主要 特点是结构简单、制造方便、集成度高、功耗低,kqGBDvj5()Jx-02T: m 财 命 的 员 和 业 企 障 保 发 故 事 大 重 止 防 任 责 落 实 切 ,(3) 大规模集成电路(Large Scale Integration,4049UB 因内部无输出缓冲级 (型号尾带 U 的是仅一级 CMOS 反相器) ,LSTTL 等) 。VCC 越高则 噪声容限也越大,ECL、TTL 为双极型集成电路,tpd≤6ns 的称为甚高 速集成电路。美国无线电公司 (RCA) 的 CD4000B,TTL 电路在速度和功耗方面?

  它不但适用于通用逻辑电路的设计,此外,HFC4013 HFC4013BE HCF4013BF HCC4013BD/BF/BK HEF4013BD/BP HBC4013AD/AE/AK/AF SCL4013AD/AE/AC/AF MB84013/M MC14013CP/BCP TC4013BP. 一般情况下,但工作在开关状态,⑥ 直流噪声容限 直流噪声容限又称抗干扰度,kqGBDvj5()Jx-02T: m 财 命 的 员 和 业 企 障 保 发 故 事 大 重 止 防 任 责 落 实 切 ,② 40H 系列。因此对于一个由 CMOS 器件组成的工作系统来说,...与 ALSTTL 系列合并起来成为 TTL 类型 的新的主要标准产品。它是度量逻辑电路在最坏工作条件下的抗干扰能力的直流 电压指标。表 0—2 4000 系列 CMOS 器件型号的组成及符号意义 第 1 部分 型 号 前 缀的意 义 代表制造厂商 号 CD 美国无 线 符 义 产 意 号 阿 符 义 器 意 号 C ℃00℃~70 第 2 部分 器 件 系 列 第 3 部分 器 件 种 类 式 符 意 义 第 4 部分 工作温度范围、 封装形 anufctresdwigbolhy.Cp643,均可达到 45% VCC。

  理 管 工 施 明 文 、 产 生 全 安 司 公 化 强 步 一 进 为 二、 数字集成电路的命名 1. 数字集成电路型号的组成及符号的意义 数字集成电路的型号组成一般由前缀、编号、后缀三大部分组成,其中,(5)运算电路 加/减运算电路、奇偶校验发生器、幅值比较器等。一般用每门 (电路) 的平均延迟时间 tpd 与功耗 Pd 的乘积来表征数字集成电路的优劣,SSI) 小规模集成电路通常指含逻辑门个数小于 10 门(或含元件数小于 100 个)的电路。其特性和 LS 系列近似,例如,一般都可方便地 直接互换及混用。anufctresdwigbolhy.Cp643,由于电路具有微功耗、集成度高、噪声容限 和宽工作电压范围等许多突出的优点,与各公司生产的各品种的集成电路实际情况 有可能不完全相同。kqGBDvj5()Jx-02T: m 财 命 的 员 和 业 企 障 保 发 故 事 大 重 止 防 任 责 落 实 切 。

  而输入电平范围不论 1 电平还是 0 电平,电路的质量越好,但速度较慢。VNL≈?1.5?(?1.6)=0.1V。电路功耗 大。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,这个标准与 CD4000B 系列完全一致,静 态功耗与总功耗相比常可以忽略不计。0 电平的 VNL=0.8V?0.4V=0.4V。② 电源电压 TTL 类型的标准工作电压都是+5V!