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第4章数字集成电路4.1 逻辑代数运算规则4.2 逻辑函数的表示与化简4.3 集成门电路4.4 组合逻辑电路4.5 集成触发器4.6 时序逻辑电路4.7 半导体存储器4.8 可编程逻辑器件(PLD)4.9 应用举例电子信号概述模拟信号数字信号模拟信号:在时间和数值上都连续变化的信号数字信号:在时间和数值上都离散的信号概述集成电路是60年代初期发展起来的一种新型半导体器件。
它是经过氧化、光刻、扩散、外延、蒸铝等半导体制造工艺，把构成一定功能的电路所需的半导体管、电阻、电容等元件及它们之间的连接导线全部集成在一小片硅片上，然后封装在一个管壳内的电子器件。
其封装外形有圆壳形、扁平形或直插式等多种。
集成电路概述模拟集成电路数字集成电路4.1 逻辑代数运算规则逻辑代数又称布尔代数，是研究逻辑关系的一种数学工具，被广泛应用与数字电路的分析与设计。
逻辑代数表示的是逻辑关系，它的变量取值只有1和0，表示两个相反的逻辑关系。
逻辑代数有三种基本的逻辑运算：与运算、或运算和非运算，其他的各种逻辑运算都可以由这三种基本运算组成。
4.1 逻辑代数运算规则自等律A A =+0A A =⋅10-1律00=⋅A 11=+A 互补律1=+A A 0=A A 重叠律AA A =+A AA =交换律BA AB =A B B A +=+4.1 逻辑代数运算规则结合律)C B (A C )B A (++=++)BC (A C )AB (=分配律ACAB )C B (A +=+)C A )(B A (BC A ++=+吸收律A AB A =+A )B A (A =+B A B A A +=+还原律A A =反演律CB A ABC ++=CB AC B A =++4.1 逻辑代数运算规则逻辑代数运算规则的证明方法一：用逻辑状态表加以证明，即等号两边表达式的逻辑状态表完全相等，等式成立。
方法二：利用已有的公式证明。
如:(A+B)·(A+C)=AA+AC+BA+BC=A+AC+AB+BC =A(1+C+B)+BC=A+BC4.2 逻辑函数的表示与化简4.2.1 逻辑函数的表示方法4.2.2 逻辑函数的代数化简法概述当一组输出变量（因变量）与一组输入变量（自变量）之间的函数关系是一种逻辑关系时，称为逻辑函数。
集成电路试题库(总49页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-半导体集成电路典型试题绪论1、什么叫半导体集成电路？【答案：】通过一系列的加工工艺，将晶体管，二极管等有源器件和电阻，电容等无源元件，按一定电路互连。
集成在一块半导体基片上。
封装在一个外壳内，执行特定的电路或系统功能。
2、按照半导体集成电路的集成度来分，分为哪些类型，请同时写出它们对应的英文缩写【答案：】小规模集成电路（SSI），中规模集成电路（MSI），大规模集成电路（VSI），超大规模集成电路（VLSI），特大规模集成电路（ULSI），巨大规模集成电路（GSI）3、按照器件类型分，半导体集成电路分为哪几类？【答案：】双极型（BJT）集成电路，单极型（MOS）集成电路，Bi-CMOS型集成电路。
4、按电路功能或信号类型分，半导体集成电路分为哪几类？【答案：】数字集成电路，模拟集成电路，数模混合集成电路。
5、什么是特征尺寸它对集成电路工艺有何影响【答案：】集成电路中半导体器件的最小尺寸如MOSFET的最小沟道长度。
是衡量集成电路加工和设计水平的重要标志。
它的减小使得芯片集成度的直接提高。
6、名词解释：集成度、wafer size、die size、摩尔定律？【答案：】7、分析下面的电路，指出它完成的逻辑功能，说明它和一般动态组合逻辑电路的不同,分析它的工作原理。
【答案：】该电路可以完成NAND逻辑。
与一般动态组合逻辑电路相比，它增加了一个MOS管M kp，它可以解决一般动态组合逻辑电路存在的电荷分配的问题。
对于一般的动态组合逻辑电路，在评估阶段，A=“H” B=“L”, 电荷被OUT处和A处的电荷分配，整体的阈值下降，可能导致OUT的输出错误。
该电路增加了一个MOS管M kp，在预充电阶段，M kp导通，对C点充电到V dd。
在评估阶段，M kp截至，不影响电路的正常输出。
8、延迟时间【答案：】时钟沿与输出端之间的延迟第1章集成电路的基本制造工艺1、四层三结的结构的双极型晶体管中隐埋层的作用【答案：】减小集电极串联电阻，减小寄生PNP管的影响2、在制作晶体管的时候，衬底材料电阻率的选取对器件有何影响【答案：】电阻率过大将增大集电极串联电阻，扩大饱和压降，若过小耐压低，结电容增大，且外延时下推大3、简单叙述一下pn结隔离的NPN晶体管的光刻步骤【答案：】第一次光刻：N+隐埋层扩散孔光刻第二次光刻：P隔离扩散孔光刻第三次光刻：P型基区扩散孔光刻第四次光刻：N+发射区扩散孔光刻第五次光刻：引线孔光刻第六次光刻：反刻铝4、简述硅栅p阱CMOS的光刻步骤【答案：】P阱光刻，光刻有源区，光刻多晶硅，P+区光刻，N+区光刻，光刻接触孔，光刻铝线5、以p阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些不足【答案：】NPN晶体管电流增益小，集电极串联电阻大，NPN管的C极只能接固定电位6、以N阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些优缺点？并请提出改进方法【答案：】首先NPN具有较薄的基区，提高了其性能：N阱使得NPN管C极与衬底断开，可根据电路需要接任意电位。
TTL电路是晶体管-晶体管逻辑电路的英文缩写（Transister-Transister-Logic ），是数字集成电路的一大门类。
它采用双极型工艺制造，具有高速度低功耗和品种多等特点。
从六十年代开发成功第一代产品以来现有以下几代产品。
第一代TTL包括SN54/74系列，（其中54系列工作温度为-55℃～+125℃，74系列工作温度为0℃～+75℃)，低功耗系列简称lttl，高速系列简称HTTL。
第二代TTL包括肖特基箝位系列（STTL)和低功耗肖特基系列（LSTTL）。
第三代为采用等平面工艺制造的先进的STTL(ASTTL)和先进的低功耗STTL（ALSTTL）。
由于L STTL和ALSTTL的电路延时功耗积较小，STTL和ASTTL速度很快，因此获得了广泛的应用。
各类TTL门电路的基本性能：电路类型 TTL数字集成电路约有400多个品种，大致可以分为以下几类：门电路译码器/驱动器触发器计数器移位寄存器单稳、双稳电路和多谐振荡器加法器、乘法器奇偶校验器码制转换器线驱动器/线接收器多路开关存储器特性曲线电压传输特性TTL与非门电压传输特性 LSTTL与非门电压传输特性瞬态特性由于寄生电容和晶体管载流子的存储效应的存在，输入和输出波形如右。
存在四个时间常数td,tf,ts和tr。
延迟时间 td下降时间 tf存储时间 ts上升时间 tr基本单元“与非门”常用电路形式四管单元五管单元六管单元主要封装形式双列直插扁平封装稳压电源一般由变压器、整流器和稳压器三大部分组成，如图5一21所示。
变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。
整流器把交流电变为直流电。
经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。
一、稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，如输出电压、输出电滤及电压调节范围；另一类是质量指标，反映一个稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。
第一章TTL集成电路一、概述数字集成电路的种类繁多、品种丰富，但常用的标准数字集成电路主要有TTL型，ECL 型和CMOS型三大类。
TTL型集成电路是以双极型晶体管为开关元件，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“Treansistor-Treansistor-Logic”缩写为TTL。
在速度和功耗方面，都处于现代数字集成电路的中等水平。
品种丰富、互换性强、一般均以“74”（民用）或“54”（军用）为型号前缀。
1．74LS系列（简称LS、LSTTL等）这是现代TTL类型的主要产品系列，也是逻辑集成电路电路的重要产品之一。
其主要特点是功耗低，品种多，价格便宜。
2．74S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。
3．74ALS系列（简称ALS，ASTTL等）这是LSTTL的先进产品，其速度比LSTTL 提高了一倍以上，功耗降低一倍左右，因其特性和LS系列近似，所以成为LS系列的更新换代产品。
4．74AS系列（简称AS，ASTTL等）这是STTL（搞饱和TTL）的先进型，速度比STTL提高了一倍以上，功耗降低一倍以上，与ALSTTL系列合起来成为TTL类型的新的主要标准产品。
5．74F系列（简称F，FFTL等）这是美国FSC（仙童）公司开发的相似于ALSAS的高速类TTL的产品，性能介于ALS和AS之间，已成为TTL的主流产品之一。
6．74HC系列（简称HS或H-CMOS等）这一系列首先由美国NS、MOTA两公司生产，随后许多厂家相继成为第二产源、品种丰富，引脚和TTL兼路。
此系列的突出优点是功耗低速度高。
二、使用TTL电路的注意事项1．使用TTL电路的电源电压、电源电压应满足在规定中心值5V±10%的变化内。
最大值不能超过5%V。
当电源通断的瞬间变化，在电源布线上产生冲击电压时，应接入大容量电容或保护电路。
