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    1. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)學習筆記

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        一、 正邏輯與負邏輯

        ◆ 正邏輯

        門電路的輸入、輸出電壓的高電平定義為邏輯“1”,低電平定義為邏輯“0”。

        ◆ 負邏輯

        門電路的輸入、輸出電壓的低電平定義為邏輯“1”,高電平定義為邏輯“0”。

        同一個邏輯門電路,在正邏輯定義下如實現(xiàn)與門功能,在負邏輯定義下則實現(xiàn)或門功能。數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計中,不是采用正邏輯就是采用負邏輯,而不能混合使用。

        二、集成電路

        由于集成電路體積小、重量輕、可靠性好,因而在大多數(shù)領(lǐng)域里迅速取代了分立器件組成的數(shù)字電路。在數(shù)字集成電路發(fā)展的歷史過程中,首先得到推廣應(yīng)用的是雙極型的TTL電路。

        然而,TTL電路存在著一個嚴重的缺點就是功耗比較大。所以用TTL電路只能做成小規(guī)模集成電路(Small Scale Integration,簡稱SSI,其中僅包含10個以內(nèi)的門電路)和中規(guī)模集成電路(Medium Scale Integration,簡稱MSI,其中包含10~100個門電路),而無法制作成大規(guī)模集成電路(Large Scale Integration,簡稱LSI,其中包含1000~10000個門電路)和超大規(guī)模集成電路(Very Large Scale Integration,簡稱VLSI,其中包含10000個以上的門電路)。CMOS集成電路最突出的優(yōu)點在于功耗極低,所以非常適合于制作大規(guī)模集成電路。隨著CMOS制作工藝的不斷進步,無論在工作速度還是在驅(qū)動能力上,CMOS電路都已不比TTL電路遜色。因此,CMOS電路便逐漸取代了TTL電路而成為當前數(shù)字集成電路的主流產(chǎn)品。

        三、CMOS電路的正確使用

        1、輸入電路的靜電防護

        雖然在CMOS電路的輸入端已經(jīng)設(shè)置了保護電路,但由于保護二極管和限流電阻的幾何尺寸有限,它們所能承受的靜電電壓和脈沖功率有一定的限度。

        由于各種原因產(chǎn)生的靜電電壓有時可高達數(shù)千伏,若將這個靜電電壓加到CMOS電路的輸入端,將足以將電路損壞。為防止由靜電電壓造成的損壞,應(yīng)注意以下幾點:

        ① 在存儲和運輸CMOS器件時不要使用易產(chǎn)生靜電高壓的化工材料和化纖織物包裝,最好采用金屬屏蔽層做包裝材料。

        ② 組裝、調(diào)試時,應(yīng)使電烙鐵和其他工具、儀表、工作臺臺面等良好接地。操作人員的服裝和手套等應(yīng)選用無靜電的原料制作。

       、 不用的輸入端不應(yīng)懸空。

        2、輸入電路的過流保護

        由于輸入保護電路中的鉗位二極管電流容量有限,一般為1mA,所以在可能出現(xiàn)較大輸入電流的場合必須采取以下保護措施:

       、 輸入端接低內(nèi)阻信號源時,應(yīng)在輸入端與信號源之間串進保護電阻,保證輸入保護電路中的二極管導通時電流不超過1mA。

       、 輸入端接有大電容時,亦應(yīng)在輸入端與電容之間接入保護電阻。

       、 輸入端接長線時,應(yīng)在門電路的輸入端接入保護電阻。

        四、CMOS數(shù)字集成電路的各種系列

        4000系列、HC/HCT系列、AHC/AHCT系列、VHC/VHCT系列、LVC系列、ALVC系列等。

        五、TTL門電路

        1、TTL門電路采用雙極型三極管作為開關(guān)器件。一個獨立的雙極型三極管由管芯、三個引出電極和外殼組成。三個電機分別稱為基極(base)、集電極(collector)和發(fā)射極(emitter)。分NPN和PNP型兩種,因為在工作時有電子和空穴兩種載流子參與導電過程,故稱這類三極管為雙極型三極管(Bipolar Junction Transistor,簡稱BJT)。

        反相器是TTL集成門電路中電路結(jié)構(gòu)最簡單的一種,這種類型電路的輸入端和輸出端均為三極管結(jié)構(gòu),所以稱為三極管-三極管邏輯電路(Transistor-Transistor Logic),簡稱TTL電路。和CMOS電路中的OD輸出結(jié)構(gòu)門電路類似,在TTL電路中也有一種集電極開路(Open Collector)輸出結(jié)構(gòu)的門電路。

        2、TTL數(shù)字集成電路的各種系列

        TI公司最初生產(chǎn)的TTL電路取名為SN54/74系列,我們稱它為TTL基本系列。后又相繼生產(chǎn)了74H、74L、74S、74LS、74AS、74ALS、74F等改進系列。

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