试按表121所列的数字集成电路的分类依据
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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。
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3G手机、数码相机、电脑CPU、数字电视的逻辑控制和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SSI 小规模集成电路(Small Scale Integrated circuits)MSI 中规模集成电路(Medium Scale Integrated circuits)LSI 大规模集成电路(Large Scale Integrated circuits)VLSI 超大规模集成电路(Very Large Scale Integrated circuits)ULSI 特大规模集成电路(Ultra Large Scale Integrated circuits)GSI 巨大规模集成电路也被称作极大规模集成电路或超特大规模集成电路(Giga Scale Integration)。
(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。
单极型集成电路的制作工艺简单,功耗也较低,易于制成大规模集成电路,代表集成电路有CMOS、NMOS、PMOS等类型。
(五)按用途分类集成电路按用途可分为电视机用集成电路、音响用集成电路、影碟机用集成电路、录像机用集成电路、电脑(微机)用集成电路、电子琴用集成电路、通信用集成电路、照相机用集成电路、遥控集成电路、语言集成电路、报警器用集成电路及各种专用集成电路。
第1章 数字逻辑概论1.1 复习笔记一、模拟信号与数字信号 1.模拟信号和数字信号 (1)模拟信号在时间上连续变化,幅值上也连续取值的物理量称为模拟量,表示模拟量的信号称为模拟信号,处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。
(2)数字信号 与模拟量相对应,在一系列离散的时刻取值,取值的大小和每次的增减都是量化单位的整数倍,即时间离散、数值也离散的信号。
表示数字量的信号称为数字信号,工作于数字信号下的电子电路称为数字电路。
(3)模拟量的数字表示①对模拟信号取样,通过取样电路后变成时间离散、幅值连续的取样信号; ②对取样信号进行量化即数字化;③对得到的数字量进行编码,生成用0和1表示的数字信号。
2.数字信号的描述方法(1)二值数字逻辑和逻辑电平在数字电路中,可以用0和1组成的二进制数表示数量的大小,也可以用0和1表示两种不同的逻辑状态。
在电路中,当信号电压在3.5~5 V 范围内表示高电平;在0~1.5 V 范围内表示低电平。
以高、低电平分别表示逻辑1和0两种状态。
(2)数字波形①数字波形的两种类型非归零码:在一个时间拍内用高电平代表1,低电平代表0。
归零码:在一个时间拍内有脉冲代表1,无脉冲代表0。
②周期性和非周期性周期性数字波形常用周期T 和频率f 来描述。
脉冲波形的脉冲宽度用W t 表示,所以占空比100%t q T=⨯W③实际数字信号波形在实际的数字系统中,数字信号并不理想。
当从低电平跳变到高电平,或从高电平跳到低电平时,边沿没有那么陡峭,而要经历一个过渡过程。
图1-1为非理想脉冲波形。
图1-1 非理想脉冲波形④时序图:表示各信号之间时序关系的波形图称为时序图。
二、数制 1.十进制以10为基数的计数体制称为十进制,其计数规律为“逢十进一”。
任意十进制可表示为:()10iDii N K ∞=-∞=⨯∑式中,i K 可以是0~9中任何一个数字。
如果将上式中的10用字母R 代替,则可以得到任意进制数的表达式:()iR ii N K R ∞=-∞=⨯∑2.二进制(1)二进制的表示方法以2为基数的计数体制称为二进制,其只有0和1两个数码,计数规律为“逢二进一”。
电子技术基础课后答案第四版数字部分康华光编1.1.1 一数字信号的波形如图1.1.1所示,试问该波形所代表的二进制数是什么?解:0101 10101.2.1 试按表1.2.1所列的数字集成电路的分类依据,指出下列器件属于何种集成度器件:(1) 微处理器;(2) IC 计算器;(3) IC 加法器;(4) 逻辑门;(5) 4兆位存储器IC 。
解:(1) 微处理器属于超大规模;(2) IC 计算器属于大规模;(3) IC 加法器属于中规模;(4) 逻辑门属于小规模;(5) 4兆位存储器IC 属于甚大规模。
1.3.1 将下列十进制数转换为二进制数、八进制数、十六进制数和8421BCD 码(要求转换误差不大于2-4): (1) 43 (2) 127 (3) 254.25 (4)2.718解:(1) 43D=101011B=53O=2BH ; 43的BCD 编码为0100 0011BCD 。
(2) 127D=1111111B=177O=7FH ; 127的BCD 编码为0001 0010 0111BCD 。
(3) 254.25D=11111110.01B=376.2O=FE.4H ; 0010 0101 0100.0010 0101BCD 。
(4) 2.718D=10.1011 0111B=2.56O=2.B7H ; 0010.0111 0001 1000BCD 。
1.3.3 将下列每一二进制数转换为十六进制码: (1) 101001B (2) 11.01101B 解:(1) 101001B=29H (2) 11.01101B=3.68H 1.3.4 将下列十进制转换为十六进制数: (1) 500D (2) 59D (3) 0.34D (4) 1002.45D 解:(1) 500D=1F4H (2) 59D=3BH (3) 0.34D=0.570AH (4) 1002.45D=3EA.7333H1.3.5 将下列十六进制数转换为二进制数: (1) 23F.45H (2) A040.51H解:(1) 23F.45H=10 0011 1111.0100 0101B(2) A040.51H=1010 0000 0100 0000.0101 0001B 1.3.6 将下列十六进制数转换为十进制数: (1) 103.2H (2) A45D.0BCH 解:(1) 103.2H=259.125D (2) A45D.0BCH=41024.046D2.4.3 解:(1) LSTTL 驱动同类门mA I OL 8(max)= mA I IL 4.0(max)= 204.08==mA mAN OLmA I OH 4.0(max)= mA I IH 02.0(max)= 2002.04.0==mA mAN OHN=20(2) LSTTL 驱动基本TTL 门mA I OL 8(max)= mA I IL 6.1(max)= 56.18==mA mAN OLmA I OH 4.0(max)= mA I IH 04.0(max)= 1004.04.0==mA mAN OHN=5 2.4.5 解:E D BC AB E D BC AB L +++=⋅⋅⋅=__________________________2.6.3 解:B=0时,传输门开通,L=A ;B=1时,传输门关闭,A 相当于经过3个反相器到达输出L ,L=A A B L 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0所以,B A B A B A L ⊕=+= 2.7.1 解:C ,__________BC C B =D ,__________DE D E =__________DE BC ⋅,______________________________________________________)(DE BC A DE BC A +=⋅__________GF AF ⋅,_______________________________________________________________________)()(G A EF GF AF E GF AF E +=+=⋅____________________________________________________________________)()()()(G A EF DE BC A G A EF DE BC A L +++=+⋅+= 2.7.2 解:B A B A B A B A AB A B B A ⊕=+=+⋅=⋅⋅)(__________________________B A L ⊕==A ⊙B 2.9.11 解:当没有车辆行驶时,道路的状态设为0,有车辆行驶时,道路的状态为1;通道允许行驶时的状态设为1,不允许行驶时的状态设为0。
数字电子技术A第1次作业一、单项选择题(只有一个选项正确,共9道小题)1. ()是仓储的基本任务,是仓储产生的根本原因。
(A) 流通调控(B) 存储(C) 质量管理(D) 数量管理正确答案:D2. 在下列逻辑部件中,不属于组合逻辑部件的是(A) 译码器(B) 编码器(C) 全加器(D) 寄存器正确答案:D3.(A)(B)(C)(D)正确答案:C4.逻辑函数F1、F2、F3的卡诺图如图1-2所示,他们之间的逻辑关系是。
(A) F3=F1F2(B) F3=F1+F(C) F2=F1F3(D) F2=F1+F3正确答案:B5.八选一数据选择器74151组成的电路如图1-3所示,则输出函数为()(A)(B)(C)(D)正确答案:C6.某逻辑门的输入端A、B和输出端F的波形图1-7所示,F与A、B的逻辑关系是:(A) 与非(B) 同或(C) 异或(D) 或正确答案:B7. 十进制数的二进制数和8421BCD码分别为()(A) 和(B) 和(C) 和(D) 和正确答案:B8. 下列几种说法中错误的是()(A) 任何逻辑函数都可以用卡诺图表示(B) 逻辑函数的卡诺图是唯一的。
(C) 同一个卡诺图化简结果可能不是唯一的(D) 卡诺图中1的个数和0的个数相同。
正确答案:D9. 和TTL电路相比,CMOS电路最突出的优点在于()(A) 可靠性高(B) 抗干扰能力强(C) 速度快(D) 功耗低二、主观题(共25道小题)10.如图3所示,为检测水箱的液位,在A、B、C、三个地方安置了三个水位检测元件,当水面低于检测元件时,检测元件输出低电平,水面高于检测元件时,检测元件输出高电平。
试用与非门设计一个水位状态显示电路,要求:当水面在A、B之间的正常状态时,仅绿灯G亮;水面在B、C 间或A以上的异常状态时,仅黄Y灯亮;水面在C以下的危险状态时,仅红灯R亮。
参考答案:11.12.参考答案:13.已知逻辑函数:画出逻辑函数F1、F2 和F的卡诺图;用最少的与非门实现逻辑函数F,画出逻辑图。
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。
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。
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。
集成电路的分类集成电路的种类相当多,集成电路按制作工艺来分可分为三大类,即半导体集成电路、膜集成电路及混合集成电路。
半导体集成电路有双极型和场效应两大系列。
双极型集成电路主要以TTL 型为代表, TTL 型集成电路是利用电子和空穴两种载流子导电的,所以叫做双极型电路。
场效应集成电路是只用一种载流子导电的电路.这就是MOS电路。
其中用电子导电的称为NMOS电路:用空穴导电的称为PMOS 电路;如果是用NMOS 和PMOS 复合起来组成的电路,则称为CMOS 电路。
CMOS 集成电路是使用得最多的集成电路。
在电子设备中,通常把电路分为模拟电路和数字电路两大类.在模拟电路中信号为连续变化的物理量,在数字电路中信号为断续变化的物理量,因此集成电路按其功能不同又可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。
模拟集成电路用来产生、放大和处理各种模拟信号,这类集成电路有运算放大器、集成稳压器、音响集成电路以及电视机用集成电路等。
数字集成电路用来产生、放大和处理各种数字信号.这类集成电路有各种门电路、译码器、计数器、存储器、寄存器以及触发器等除了上述两类集成电路外,随着科学技术的不断发展,还出现了许多数字电路和模拟电路混合的集成电路及使用更为方便的专用集成电路。
若按集成度来分,集成电路又可分为小规模、中规模、大规模及超大规模等四种类型集成50个以下元器件的为小规模集成电路.集成50 - 100 个元器件的为中规模集成电路.集成100 - 10000 个元器件的为大规模集成电路,集成10000 个以上元器件的称为超大规愤集成电路。
功能结构集成电路,又称为IC,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。
主要有集成稳压器、运算放大器、功率放大器及专用集成电路等。
电路识图49-集成电路的分类大全老马识途单片机2017-11-16 21:45说明:本文配图只是为了说明集成电路种类,与上下文不是一一对应关系。
集成电路的种类很多,按照不同的分类方法有不同类型的集成电路。
一、按照使用功能划分根据使用功能划分集成电路可以分成四大类近20种。
1、模拟集成电路模拟集成电路是用于处理模拟信号的集成电路,模拟信号是一种连续变化的信号。
按照电路功能可划分成下列几种1)运算放大器集成电路简称集成运放,是一种高增益、低漂移的直流放大电路。
2)音响集成电路用于各类音响设备中的集成电路。
3)、视频集成电路用于各类视频设备中的集成电路。
4)稳压集成电路用于稳压电路中的集成电路,有各种电压等级的稳压集成电路。
5)非线性集成电路运算集成电路的一种非线性运用方式。
此时,集成运放处于无反馈或者带正反馈状态。
其输出量与输入量之间不成线性关系,输出量不是处于正饱和状态就是处于负饱和状态。
2、数字集成电路数字集成电路处理的都是数字信号。
所谓数字信号是一个离散量,数字信号的电压或电流在时间和数值上都是离散的,不连续的。
1)微机集成电路用于计算机中的集成电路,例如CPU。
2)存储器集成电路在数字电路系统中,常使用这种具有存储功能的集成电路,它是由门电路和触发器组合起来的集成电路。
3、接口集成电路接口集成电路既可用于各类信号之间的转换,也可用于不同类型电路之间的连接。
1)电压比较器集成电路将模拟量按量值的大小转换成逻辑代码的集成电路。
2)电平转换器集成电路用来衔接不同类型器件的集成电路,是一种转换电平的专用集成电路。
3)外围驱动器集成电路微机与外围接口电路的驱动电路。
4、特殊集成电路1)消费类集成电路为适应消费品而专门设计的各种功能的集成电路。
2)通信集成电路为通信系统而设计的专用集成电路3)传感器集成电路为了配合各类传感器件而设计的专用集成电路,不同的传感器用不同的集成电路与之配合。
二、按制作工艺分类集成电路按制作工艺可划分为三大类7种。
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。
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。
1.1.1 试按表1.2.1所列的数字集成电路的分类依据,指出下列器件属于何种集成度器件:(1) 微处理器;(2) IC 计算器;(3) IC 加法器;(4) 逻辑门;(5) 4兆位存储器IC 。
解:(1) 微处理器属于超大规模;(2) IC 计算器属于大规模;(3) IC 加法器属于中规模;(4) 逻辑门属于小规模;(5) 4兆位存储器IC 属于甚大规模。
1.1.2 一数字信号的波形如图1.1.1所示,试问该波形所代表的二进制数是什么?解:0101 10101.2.2 将下列十进制数转换为二进制数、八进制数、十六进制数和8421BCD 码(要求转换误差不大于2-4): (1) 43 (2) 127 (3) 254.25 (4) 2.718解:(1) 43D=101011B=53O=2BH ; 43的BCD 编码为0100 0011BCD 。
(2) 127D=1111111B=177O=7FH ; 127的BCD 编码为0001 0010 0111BCD 。
(3) 254.25D=11111110.01B=376.2O=FE.4H ; 0010 0101 0100.0010 0101BCD 。
(4) 2.718D=10.1011 0111B=2.56O=2.B7H ; 0010.0111 0001 1000BCD 。
1.2.3 将下列每一二进制数转换为十六进制码: (1) 101001B (2) 11.01101B 解:(1) 101001B=29H (2) 11.01101B=3.68H 1.2.4 将下列十进制转换为十六进制数: (1) 500D (2) 59D (3) 0.34D (4) 1002.45D 解:(1) 500D=1F4H (2) 59D=3BH (3) 0.34D=0.570AH (4) 1002.45D=3EA.7333H 1.2.5 将下列十六进制数转换为二进制数: (1) 23F.45H (2) A040.51H解:(1) 23F.45H=10 0011 1111.0100 0101B (2) A040.51H=1010 0000 0100 0000.0101 0001B 1.2.6 将下列十六进制数转换为十进制数: (1) 103.2H (2) A45D.0BCH解:(1) 103.2H=259.125D (2) A45D.0BCH=41024.046D2.1.3 用逻辑代数证明下列不等式(1) B A B A A +=+由交换律 ))((C A B A BC A ++=+,得B A B A A A B A A +=++=+))(((2)AC AB C AB C B A ABC +=++ACAB B C A C B C A C B C B BC A C AB C B A ABC +=+=+=++=++)()()((3)()E CD A E D C CD A C B A A ++=++++()ECD A E CD CD A ED C CD A AE D C CD A C B A A ++=++=+++=++++_____)(2.1.4 用代数法化简下列等式 (1) )(A BC AB + AB AB ABC A BC AB =+=+)((2) ))((B A B A + B A B A B A =+))(((3))(_______C B BC A +CAB C C B C A C B AB C B C B A C B BC A +=++++=+++=+))(()(_______(4) B C CB BC A ABC A ++++_____C A B C CB BC A ABC A +=++++_____(5)____________________________B A B A B A AB +++ 0_____________________________________=+=+++A A B A B A B A AB(6)____________________________________________________________________________)()()()(B A B A B A B A ⋅++++BA B A B A B B A B A B A B AB B A B A B A B A B A B A B A B A =+=+++=⋅⋅+⋅+=⋅++++)())(()()()()()()()()(___________________________________________________________________________________________________________(7) ))((C B A C B A ++++ B A C B A C B A +=++++))(((8)C B A ABC C B A C B A ++++CA CBC B A CB C B A A C B A ABC C B A C B A +=++=++=++++(9)_____________________________)(B A AB ++B A B A B A B A AB B A AB ⊕=++=+⋅=++))(()()(__________________________________(10) B A C A ABC B +++ C A AC B C A ABC B B A C A ABC B ++=++=+++(11) C B ABCD D BC ABD D ABC ++++DB C B AB D A C A B D C AD AC B D B C B ABD ABC D C B ABD ABC C D C B ABD ABC C B ABCD D BC ABD D ABC ++=+++=+++=+++=+++=+++=++++)()()()((12)__________________________________________________CAB C B BC A AC +++BC BC BC A C B A BC C B A BC A ABC C B A C B BC A AC C AB C B BC A AC =+=++=+++=++⋅+⋅+=+++)())(()()()(__________________________________________________(13)__________________________________________________)(B A B A ABC B A +++0)()()(____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________=+++=++=+++=+++A C B A A C B A BA AB BC B A B A B A ABC B A2.1.5 将下列各式转换成与 – 或形式(1) __________________DC B A ⊕⊕⊕当0________=⊕B A ,1__________=⊕D C 时,真值为1。
于是 AB=01,CD=00或CD=11时,真值为1;AB=10,CD=00或CD=11时,真值为1。
则有四个最小项不为0,即D C B A 、BCD A 、D C B A 、CD B A当1________=⊕B A ,0__________=⊕D C 时,真值为1。
AB=00,CD=10或CD=01时,真值为1;AB=11,CD=10或CD=01时,真值为1。
则有四个最小项不为0,即D C B A 、D C B A 、D ABC 、D C AB∑=⊕⊕⊕)14,13,11,8,7,4,2,1(__________________m D C B A(2)__________________________________________________________________D A D C D C B A +++++++D BC AC D CD BD BC AD AC D B A D C D A D C D C B A D A D C D C B A ++=+++++=+++=+++++=+++++++))(())(())((__________________________________________________________________(3)______________________________________________________________________ABBCBDAC⋅⋅⋅CADCDABCBBCABADCDACBBABACBDBCAABBCBDACABBCBDAC+++=+++++++=+++++=⋅+⋅=⋅⋅⋅))(())((__________________________________________________________________________________________2.1.7 利用与非门实现下列函数(1) L=AB+AC_______________________ACABL⋅=(2)_____________)(CADL+=_____________________________)(CADCADL=+=(3)____________________))((DCBAL++=__________________________________________))((DCBADCBAL=++=2.2.3 用卡诺图法化简下列各式(1)CABCBBCAAC+++______________________CCABCCABCACCABCBBCACCABCBBCAAC=+=++=+++=+++____________________________________________________(2)CBADABADCABCDBA++++C ADAB ACDDAB ADADC AB ADADC BBADADCABB ACB ADAB ADCABCDB A++=++=++=++=++=++++)()((3)__________________)()()(BADCABDCDBBA++++BCDABDCBCBADABBCDABDDCBCBAABDCABDDCBCBABADCABDCDBBA+++=++++=++++=++++)()()()(__________________(4)__________)()()(CBADBCADCBDCDBA+++++∑=++++++++=++++=+++++)14,12,11,9,6,5,4,1()()()(5414614129111__________ mmmmmmmmmmCBADBCDABDCBCDBACBADBCADCBDCDBAD B A D C A D B ++(5)∑=)15,14,13,12,10,9,8,7,6,5,4,3(),,,(m D C B A LCD B A D AC D C A D B C B AB +++++(6)∑=)14,913,8,7,6,5,2,1,0(),,,(m D C B A LD BC D C A BC A D C C B ++++(7)∑∑+=)15,11,7,5,3,2()13,9,6,4,1,0(),,,(d m D C B A LD A +(8)∑∑+=)11,10,9,3,2,1()15,14,13,0(),,,(d m D C B A LAC AD B A ++4.1.6 试分析图题4.1.6所示逻辑电路的功能。