把若干個(gè)有源器件和無源器件及其連線,按照一定的功能要求,制作在一塊半導(dǎo)體基片上,這樣的產(chǎn)品叫集成電路。若它完成的功能是邏輯功能或數(shù)字功能,則稱為數(shù)字集成電路。最簡(jiǎn)單的數(shù)字集成電路是集成邏輯門。
集成電路比分立元件電路有許多顯著的優(yōu)點(diǎn),如體積小、耗電省、重量輕、可靠性高等等,所以集成電路一出現(xiàn)就受到人們的極大重視并迅速得到廣泛應(yīng)用。
數(shù)字集成電路的規(guī)模一般是根據(jù)門的數(shù)目來劃分的。小規(guī)模集成電路(SSI)約為10個(gè)門,中規(guī)模集成電路(MSI)約為100個(gè)門,大規(guī)模集成電路(LSI)約為1萬個(gè)門,而超大規(guī)模集成電路(VLSI)則為1百萬個(gè)門。在本節(jié)中,將介紹小規(guī)模數(shù)字集成電路的基本知識(shí),而不涉及集成電路的內(nèi)部電路。
集成電路邏輯門,按照其組成的有源器件的不同可分為兩大類:一類是雙極性晶體管邏輯門; 另一類是單極性的絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管邏輯門。
雙極性晶體管邏輯門主要有TTL門(晶體管??-晶體管邏輯門)、ECL門(射極耦合邏輯門)和I2L門(集成注入邏輯門)等。
單極性MOS門主要有PMOS門(P溝道增強(qiáng)型MOS管構(gòu)成的邏輯門)、NMOS門(N溝道增強(qiáng)型MOS管構(gòu)成的邏輯門)和CMOS門(利用PMOS管和NMOS管構(gòu)成的互補(bǔ)電路構(gòu)成的門電路,故又叫互補(bǔ)MOS門)。其中,使用最廣泛的是TTL集成電路和CMOS集成電路。每種集成電路又分為不同的系列,每個(gè)系列的數(shù)字集成電路都有不同的品種類型,用不同的代碼表示,也就是器件型號(hào)的后幾位數(shù)碼。例如:
00:4路2輸入與非門
02:4路2輸入或非門
08:4路2輸入與門
10:3路3輸入與非門
20:雙路4輸入與非門
27:3路3輸入或非門
32:4路2輸入或門
86:4路2輸入異或門
集成電路的性能參數(shù)主要包括:直流電源電壓、輸入 / 輸出邏輯電平、扇出系數(shù)、傳輸延時(shí)、功耗等。
1.直流電源電壓