,.
自我检测题
1．CMOS门电路采用推拉式输出的主要优点是提高速度，改善负载特性。
2．CMOS与非门多余输入端的处理方法是接高电平，接电源，与其它信号引脚并在一起。
3．CMOS或非门多余输入端的处理方法是接低电平，接地，与其它信号引脚并接在一起。
4．CMOS门电路的灌电流负载发生在输出低电平情况下。负载电流越大，则门电路输出电压越高。
5．CMOS门电路的静态功耗很低。随着输入信号频率的增加，功耗将会增加。
6．OD门在使用时输出端应接上拉电阻和电源。
7．三态门有3种输出状态：0态、1态和高阻态。
8．当多个三态门的输出端连在一条总线上时，应注意任何时刻只能有一个门电路处于工作态。
9．在CMOS门电路中，输出端能并联使用的电路有OD门和三态门；
10．CMOS传输门可以用来传输数字信号或模拟信号。
11．提高LSTTL门电路工作速度的两项主要措施是采用肖特基三极管和采用有源泄放电路。
12．当CMOS反相器的电源电压V DD＜V TN+
V（V TN、V TP分别为NMOS管和PMOS
TP
,. 管的开启电压）时能正常工作吗？
答：不能正常工作，因为，当反相器输入电压为1/2V DD时，将出现两只管子同时截止的现象，这是不允许的。
13．CMOS反相器能作为放大器用吗？
答：可以。在反相器的两端跨接了一个反馈电阻R f就可构成高增益放大器。由于CMOS 门电路的输入电流几乎等于零，所以R f上没有压降，静态时反相器必然工作在v I=v O的状态，v I=v O=V T=V DD/ 2就是反相器的静态工作点。反相器的输入电压稍有变化，输出就发生很大变化。
14．如果电源电压增加5%，或者内部和负载电容增加5%，你认为哪种情况会对CMOS电路的功耗产生较大影响？
解：根据公式P D=（C L+C PD）V DD2f，电源的变化对功耗影响更大。
15．当不同系列门电路互连时，要考虑哪几个电压和电流参数？这些参数应满足怎样的关系？
解：应考虑以下参数：V OH（min）、V IH（min）、V OL（max）、V IL（max）、I OH（max）、I OL（max）、I IH（max），I IL（max），这些参数应满足以下条件：
V OH（min）≥V IH（min）
V OL（max）≤V IL（max）
I≥nI IH（max）
OH
）
（max
I OL（max）≥m
I
（max
）
IL
16．已知图T2.16所示电路中各MOSFET管的
V=2V，若忽略电阻上的压降，则电
T
,. 路中的管子处于导通状态。
+1.5V+0V
+5V
+5V
0V
+5V A．B．C．D．
图T2.16
17．三极管作为开关时工作区域是。
A．饱和区+放大区B．击穿区+截止区
C．放大区+击穿区D．饱和区+截止区
18．门电路参数由大到小排列正确的是。
A．V OH（min）、V IH（min）、V IL（max）、V OL（max）
B．V IH（min）、V OH（min）、V OL（max）、V IL（max）
C．V OH（min）、V IH（min）、V OL（max）、V IL（max）
D．V IH（min）、V OH（min）、V IL（max）、V OL（max）
19．对CMOS门电路，以下说法是错误的。
A．输入端悬空会造成逻辑出错
B．输入端接510kΩ的大电阻到地相当于接高电平
C．输入端接510Ω的小电阻到地相当于接低电平
D．噪声容限与电源电压有关
20．某集成电路芯片，查手册知其最大输出低电平V OL（max）=0.5V，最大输入低电平
,. V IL（max）=0.8V，最小输出高电平V OH（min）=2.7V，最小输入高电平V IH（min）=2.0V，则
其低电平噪声容限V NL= 。
A．0.4V B．0.6V C．0.3V C．1.2V
21．某集成门电路，其低电平输入电流为1.0mA，高电平输入电流为10μA，最大灌电流为8mA，最大拉电流为400μA，则其扇出系数为N= 。
A ．8 B．10 C．40 D．20
22．设图T2.22所示电路均为LSTTL门电路，能实现A
F=功能的电路是。
G G
G
V
1k
A F F
F A F
A
A．B．C．D．
图T2.22
23．设图T2.23所示电路均为CMOS门电路，实现B
A
F+
=功能的电路是
。
A
B
F
A
B
A
B
F
A
B F
A．B．C．D．
图T2.23
24
LSTTL门电路，当EN=0时，F的状态为。
B．B A
F=C．AB
F=D．B A
F=
,.
F
A
B
C
F
图T2.24 图T2.25
25．OD门组成电路如图T2.25所示，其输出函数F为。
A．BC
AB
F+
=C．)
)(
(C
B
B
A
F+
+
=D．BC
AB
F?
=
习题
1．写出如图P2.1所示CMOS门电路的逻辑表达式。
V DD
Y
A
B
V DD
Z
C
图P2.1 图P2.2
解：
Y
,.
B A Y ?=（与非门）
2．写出如图P2.2所示CMOS 门电路的逻辑表达式。 解：AB D C AB D C Z ++=?+=
3．双互补对与反相器引出端如图P2.3所示，试将其分别连接成：（1）三个反相器；（2）3输入端与非门；（3）3输入端或非门；（4）实现逻辑函数）（B A C L +=；（5）一个非门控制两个传输门分时传送。
131478
2154
11
9
10
V DD
V DD
V DD V SS V SS V SS
图P2.3
解：（1）3个反相器
148
24
119
10
V DD
V DD V DD V SS V SS V SS V DD V DD
V DD
（2）3输入与非门
,.
DD V Y
A
B C
（3）3输入或非门
V DD A
B C
Y
（4）实现逻辑函数）（B A C Y +=
V Y
A B
C V A
Y
连接图 等效图
当C =0时，Y =1；当C =1时，B A Y += （5）一个非门控制两个传输门分时传送
,.
C
4．电路如图P2.4所示，G1为74HC 系列CMOS 门电路，其数据手册提供的参数为
V OL （max ）=0.33V ，V OH （min ）=3.84V ，I OL （max ）=4mA ，I OH （max ）= -4mA 。三极管T 导
通时V BE =0.7V ，饱和时V CES =0.3V ，发光二极管正向导通时压降V D =2.0V 。
（1）当输入A 、B 取何值时，发光二极管D 有可能发光？ （2）为使T 管饱和，T 的β值应为多少？
A B
D
图P2.4
解：（1）要使发光二极管D 发光，必须使T 管饱和导通，要使T 管饱和导通，必须使G 1输出高电平，即A 和B 至少有一个为低电平。
（2）为使三极管导通时进入饱和状态，三极管β的选择必须满足I B ≥I BS ，式中
βββ3
.551.03.00.25C CES D CC BS =
?--=--=R V V V I mA 314.010
7
.084.3B BE OH B =-=-=
R V V I 代入给定数据后，可求得β≥17。
,.
5．有一门电路内部电路如图P2.5所示，写出Y 的真值表，画出相应的逻辑符号。 解：真值表
逻辑符号
EN
A Y
6
．分析如图
P2.6所示电路的逻辑功能，画出其逻辑符号。
EN
Y
V A
B
Y
V
图P2.5
图P2.6
解：A 、B 为电路输入变量，F 为输出变量，只要列出真值表，就可判断其逻辑功能。
,.
7．由三态门构成的总线传输电路如图P2.7所示，图中n 个三态门的输出接到数据传输总线，D 0、D 1、…、D n-1为数据输入端，0CS 、1CS 、…、1 n CS 为片选信号输入端。试问：（1）片选信号应满足怎样的时序关系，以便数据D 0、D 1、…、D n-1通过总线进行正常传输？（2）如果片选信号出现两个或两个以上有效，可能发生什么情况？（3）如果所有的信号均无效，总线处在什么状态？
01
n-1
n
图P2.7
解：（1）片选信号任何时刻只能有一个为低电平； （2）总线冲突。 （3）高阻态。
8．分析如图P2.8（a ）、（b ）所示电路的逻辑功能，写出电路输出函数S 的逻辑表达式。
B
B
S A S
（a ） （b ）
图P2.8
解：（1）
,.
输出S 是A 和B 的异或函数，即B A S ⊕=
（2）
输出S 是A 和B 的异或函数，即B A S ⊕=
9．晶体管电路如图P2.9所示，试判断各晶体管处于什么状态？
i C
v I =+6V
=50（a ）
V =5V i C
i B
=20
30k （b ）
图P2.9
解：（a ）根据图中参数 mA mA R V v i B 106.0507
.06=-=-=
B BE I mA mA R V V i C
C BS 24.01
503
.012=?-=-=
C CES β
,.
因为i B ＜i BS ，故T 1管处于放大状态。 （b ）mA mA R V V i B 143.030
7
.05=-=-=B BE CC mA mA R V V i CC BS 078.03
203
.05=?-=-=
C CES β
因为i B ＞i BS ，故T 2管处于饱和状态。
10．已知电路如图P2.10所示，写出F 1、F 2、F 3和F 与输入之间的逻辑表达式。
V CC
A D
C B
F
图P2.10
解：AB F =1，CD F =2，CD AB F +=3，CD AB F += 11．分析如图P2.11所示电路的逻辑功能，指出是什么门。
F
A B
,.
图P2.11
解：A、B加不同电平时，T4~T8的通断情况如表所示。
电路为OC输出的同或门.
12．图P2.12（a）所示为LSTTL门电路，其电气特性曲线如图P2.12（b）所示。请按给定的已知条件写出电压表的读数（填表P2.12）。假设电压表的内阻≥100kΩ。
v
O v I/V
v
I
/V R
1（a）
（b）
图P2.12
表P2.12
解：
,.
13．图P3.13中G 1、G 2、G 3 为LSTTL 门电路，G 4、G 5
、G 6为CMOS 门电路。试指出各门的输出状态（高电平、低电平、高阻态？）。
G Y 1
0.3V G Y 2
G V 4
10k V Y 5
V DD
G 6
Y 6
Y 3
G 5V
图P2.13
解：Y 1高电平，Y 2高阻态，Y 3低电平，Y 4高电平，Y 5低电平，Y 6低电平
14．如图P2.14所示逻辑电路能否实现所规定的逻辑功能？如能的在括号内写“Y ”，错的写“N ”。
V A
C
B
L 1
A B C D
L 2
图P2.14
?
?
?+====C A L B C
L B 1110时，时，（ ） L 2=AB +CD （ ）
解：Y ，N
15．如图P2.15所示逻辑电路能否实现所规定的逻辑功能？如能的在括号内写“Y ”，
,.
错的写“N ”。
A C
B L 2
V DD
A
B C L 1
图P2.15
CD AB L +=1（ ） ?????====C
L B AC
L B 2210时，时，（ ）
解：Y ，N
16．由门电路组成的电路如图P2.16所示。试写出其逻辑表达式。
Y 1
A B C
2
TTL 门电路
TTL 门电路
A
B C
3
图P2.16
解：C B A C B A Y =+?+=01，B C A B C B AB C Y +=?+??=2，3==+Y A BC A BC ? 17．由门电路组成的电路如图P2.17所示。试写出其逻辑表达式。
,.
S 0S 1
Y
图P2.17
解：301201101001D S S D S S D S S D S S Y +++=
18．一个发光二极管导通时的电压降约为2.0V ，正常发光时需要5mA 电流，当发光二极管采用如图2.2-21（a ）那样连接到74LS00与非门上时，请确定电阻R 的一个合适值。74LS00的相关参数可参见表2.2-3。
解：Ω=--=--=
530mA 5/V )0.235.00.5(LED
LED
OL CC I V V V R
注意：在大多数应用中，发光二极管串联电阻的准确值是不重要的，本例中可采用510Ω现成电阻。
19．图P2.19中，LSTTL 门电路的输出低电平V OL ≤0.4V 时，最大灌电流I OL （max ）=8mA ，输出高电平时的漏电流I OZ ≤50μA ；CMOS 门的输入电流可以忽略不计。如果要求Z 点高、低电平V H ≥4V 、V L ≤0.4V ，请计算上拉电阻R C 的选择范围。
,.
图P2.19
解：（1）当Z 点输出高电平时，应满足下式：
V H =+5V-R C I OZ ≥4V R C ≤
6
10501-?≤20k Ω
（2）当Z 点输出低电平时，应满足下式：
V L =+5V-R C I OL （max ）≤0.4V R C ≥
3
1084.05-?-≥0.57k Ω
∴0.57k Ω≤R C ≤20k Ω
20．在图P2.20中有两个线与的OC 门G 1、G 2。它们的输出驱动3个LSTTL 与非门G 3、G 4、G 5。设OC 门输出低电平时允许灌入的最大电流I OL （max ）为14mA ，输出高电平时输出管截止的漏电流I OZ 为0.05mA ；LSTTL 与非门输入低电平电流I IL 为0.22mA ，每个输入端的高电平输入电流I IH 为0.02mA 。如果要求OC 门高电平输出电压V OH ≥3V ，低电平输出电压V OL ≤0.3V ，试求外接电阻R C 的取值范围。
,.
图P2.21
解：（1）G 1、G 2均输出高电平时 电阻R C 上流过的电流
I C =2I OZ +（2+2+3）I IH =（2×0.05+7×0.02）mA=0.24mA R C 上的压降会使输出高电平电压下降，根据题意应满足
V OH =V CC -R C ×I C ≥3V
因此R C 应满足
Ω≈-=-≤
k I V V R C OH CC C 33824035.mA
.V
）（ （2）G 1或G 2门输出低电平时
考虑最不利的情况，只有一个OC 门输出低电平，流入输出低电平OC 门的电流
I OL =I C +3×I IL =
IL C
OL
CC I R V V ?+-3≤14mA Ω=?--≥
35222
03143
05..C R
所以352Ω≤R C ≤8.33k Ω
21．根据表2.4-1，试计算下列情况下的低电平噪声容限和高电平噪声容限。 （1）74HCT 驱动74LS ；
,.
（2）74ALS驱动74HCT。
解：（1）V NL=V IL（max）（74LS）- V OL（max）（74HCT）= 0.8-0.1=0.7V
V NH=V OH（min）（74HCT）- V IH（min）（74LS）=4.4-2=2.4V
（2）V NL=V IL（max）（74HCT）- V OL（max）（74ALS）= 0.8-0.5=0.3V
V NH=V OH（min）（74 ALS）- V IH（min）（74 HCT）=4.8-2=2.8V
22．有人使用机器上一个光电传感器，传感器受触发时，输出高电平为5V，但把这个传感器输出端接到某一电路输入端时，再次测试其输出电平，发现是2V，电平被拉低了。当换了另外一个型号的光电传感器，同样传感器受触发时，输出高电平为5V，把这个传感器连接到同一电路输入端时，测试电压依然是5V。请分析可能的原因。
答：最大的可能是前一种光传感器的带载能力不够，即光传感器不能提供电路输入端所需的电流，所以输出信号一接到电路输入端就会被拉低.建议：在光传感器的输出端和后级电路之间加一级驱动(射随器或三极管)。
23．如图P2.24所示，集成电路IC1输出七段显示码a～g，高电平有效，由于IC1最大输出高电平电流很小，无法驱动共阴LED数码管（点亮每个笔划需5mA电流以上，数码管中的发光二极管导通压降为1.4V）。试从下表1提供的三种TTL非门中，选择合适器件设计共阴LED数码管的驱动电路，只需画出a和b的驱动电路，需算出限流电阻的数值。
,.
a
f e d c b g
IC 1a f
e d c b
g
驱动电路
a f e d c
b g
图P2.24 表P2.24
解：电路图为
a b a
（2）当输入变高时：
5 1.4
5A m R
-≥ R ≤720Ω 当输入变低时：
50.3
16A m R
-≤ R ≥294Ω ∴ 294Ω≤R ≤720Ω
了解一下集成电路的基础知识要点 将许多电阻、二极管和三极管等元器件以电路的形式制作半导体硅片上，然后接出引脚并封装起来，就构成了集成电路。集成电路简称为 集成块，下图 (a)所示的LM380就是一种常见的音频放大集成电路， 其内部电路如图（b）所示。 图 (a) 图（b） 对于大多数人来说，不用了解内部电路具体结构，只需知道集成电路 的用途和各引脚的功能。 单独集成电路是无法工作的，需要给它加接相应的外围元件并提供电 源才能工作。下图中的集成电路LM380提供了电源并加接了外围元件，它就可以对6脚输入的音频信号进行放大，然后从8脚输出放大的音 频信号，再送入扬声器使之发声。 有些时候，我们会把集成电路和芯片混为一谈，比如在大家平常讨论 话题中，集成电路设计和芯片设计说的是一个意思，芯片行业、集成 电路行业、IC行业往往也是一个意思。实际上，这两个词有联系，也 有区别。集成电路实体往往要以芯片的形式存在，因为狭义的集成电路，是强调电路本身，比如简单到只有五个元件连接在一起形成的相 移振荡器，当它还在图纸上呈现的时候，我们也可以叫它集成电路， 当我们要拿这个小集成电路来应用的时候，那它必须以独立的一块实物，或者嵌入到更大的集成电路中，依托芯片来发挥他的作用；集成 电路更着重电路的设计和布局布线，芯片更强调电路的集成、生产和 封装。而广义的集成电路，当涉及到行业（区别于其他行业）时，也 可以包含芯片相关的各种含义。 芯片也有它独特的地方，广义上，只要是使用微细加工手段制造出来 的半导体片子，都可以叫做芯片，里面并不一定有电路。比如半导体 光源芯片；比如机械芯片，如MEMS陀螺仪；或者生物芯片如DNA芯片。
集成逻辑门电路及应用(与门,非门,与非门) 集成逻辑门电路的种类繁多，有反相器、与门和与非门、或门和或非门、异或门等，以下简单介绍几种常用的门电路及应 用电路。 1．集成逻辑门电路: （1）常用逻辑门电路图形符号 常用逻辑门电路图形符号见表1。 表1 常用逻辑门电路图形符号 （2）反相器与缓冲器 反相器是非门电路，74LS04是通用型六反相器，与该器件的逻辑功能且引脚排列兼容的器件有74HC04，CD4069等。74LS05也是六反相器，该器件的逻辑功能和引脚排列与74LS04相同，不同的是74LS05是集电极开路输出（0C门），在实际使用时，必须在输出端至电源正端接上拉电阻。 缓冲器的输出与输人信号同相位，它用于改变输人输出电平及提高电路的驱动能力，74LS07是集电极开路输出同相输出驱动器，该器件的输出高电压达30V，灌电流达40mA，与之兼容的器件有74HC07，74HCT07 等。 74LS04，CD4069引脚排列图如图1所示。
图1 74LS04，CD4069引脚排列图 （3）与门和门与非 与门和与非门种类繁多，常见的与门有2输入、3输入、4输入与门等；与非门有2输入、3输入、4输入、8输入等，常见的74LS系列（74HC系列）与门和与非门引脚排列图如图2所示。 图2 常见的74LS系列（74HC系列）与门和与非门引脚排列图 74LS08是四2输人与门，74LS00和CD4011是四2输入与非门，74LS20是双4输人与非门。 2．集成门电路的应用 （1）定时灯光提醒器 电路如图3所示，由六非门CD4069（仅用到其中两个非门，分别用IC－1和IC－2表示）和电阻、电容、电源等组成，此电路可以在1～25分钟内预定提醒时间，使用时，利用时间标尺预定时间，打开电源开关，定时器绿灯亮，表示开始计时，到了预定的时间，绿灯灭，红灯亮。
集成电路IC常识 中国半导体器件型号命名方法 第一部分：用数字表示半导体器件有效电极数目。 第二部分：用汉语拼音字母表示半导体器件的材料和极性 第三部分：用汉语拼音字母表示半导体器件的内型。 第四部分：用数字表示序号 第五部分：用汉语拼音字母表示规格号 日本半导体分立器件型号命名方法 第一部分：用数字表示器件有效电极数目或类型。 第二部分：日本电子工业协会JEIA注册标志。 第三部分：用字母表示器件使用材料极性和类型。 第四部分：用数字表示在日本电子工业协会JEIA登记的顺序号。 第五部分：用字母表示同一型号的改进型产品标志。 集成电路(IC)型号命名方法/规则/标准 原部标规定的命名方法X XXXXX 电路类型电路系列和电路规格符号电路封装T：TTL；品种序号码（拼音字母）A：陶瓷扁平； H：HTTL；（三位数字） B ：塑料扁平； E：ECL； C：陶瓷双列直插； I：I-L； D：塑料双列直插； P：PMOS； Y：金属圆壳； N：NMOS； F：金属菱形； F：线性放大器； W：集成稳压器； J：接口电路。 原国标规定的命名方法CXXXXX中国制造器件类型器件系列和工作温度范围器件封装符号 T：TTL；品种代号C：（0-70）℃；W：陶瓷扁平； H：HTTL；（器件序号）E ：（-40~85）℃；B：塑料扁平； E：ECL； R：（-55~85）℃；F：全密封扁平； C：CMOS； M：（-55~125）℃；D：陶瓷双列直插； F：线性放大器； P：塑料双列直插； D：音响、电视电路； J：黑瓷双理直插； W：稳压器； K：金属菱形； J：接口电路； T：金属圆壳； B：非线性电路； M：存储器； U：微机电路；其中，TTL中标准系列为CT1000系列；H 系列为CT2000系列；S系列为CT3000系列；LS系列为CT4000系列； 原部标规定的命名方法CX XXXX中国国标产品器件类型用阿拉伯数字和工作温度范围封装 T：TTL电路；字母表示器件系C：（0~70）℃F：多层陶瓷扁平； H：HTTL电路；列品种G：（-25~70）℃B：塑料扁平； E：ECL电路；其中TTL分为：L：（-25~85）℃H：黑瓷扁平； C：CMOS电路；54/74XXX；E：（-40~85）℃D：多层陶瓷双列直插； M：存储器；54/74HXXX；R：（-55~85）℃J：黑瓷双列直插； U：微型机电路；54/74LXXX；M：（-55~125）℃P：塑料双列直插； F：线性放大器；54/74SXXX； S：塑料单列直插； W：稳压器；54/74LSXXX； T：金属圆壳； D：音响、电视电路；54/74ASXXX； K：金属菱形； B：非线性电路；54/74ALSXXX； C：陶瓷芯片载体； J：接口电路；54/FXXX。 E：塑料芯
修改者：林子木 电子元件封装大全及封装常识 一、什么叫封装 封装，就是指把硅片上的电路管脚,用导线接引到外部接头处,以便与其它器件连 接.封装形式是指安装半导体集成电路芯片用的外壳。它不仅起着安装、固定、 密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用，而且还通过芯片上的接点用导线 连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件相连 接，从而实现内部芯片与外部电路的连接。因为芯片必须与外界隔离，以防止空 气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。另一方面，封装后的芯片也 更便于安装和运输。由于封装技术的好坏还直接影响到芯片自身性能的发挥和与 之连接的PCB(印制电路板)的设计和制造，因此它是至关重要的。 衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是芯片面积与封装面积之比，这个比 值越接近1 越好。封装时主要考虑的因素： 1、芯片面积与封装面积之比为提高封装效率，尽量接近1：1； 2、引脚要尽量短以减少延迟，引脚间的距离尽量远，以保证互不干扰，提高性 能； 3、基于散热的要求，封装越薄越好。 封装主要分为DIP 双列直插和SMD 贴片封装两种。从结构方面，封装经历了最 早期的晶体管TO（如TO-89、TO92）封装发展到了双列直插封装，随后由PHILIP 公司开发出了SOP 小外型封装，以后逐渐派生出SOJ（J 型引脚小外形封装）、 TSOP（薄小外形封装）、VSOP（甚小外形封装）、SSOP（缩小型SOP）、 TSSOP（薄的缩小型SOP）及SOT（小外形晶体管）、SOIC（小外形集成电 路）等。从材料介质方面，包括金属、陶瓷、塑料、塑料，目前很多高强度工作 条件需求的电路如军工和宇航级别仍有大量的金属封装。 封装大致经过了如下发展进程： 结构方面：TO－>DIP－>PLCC－>QFP－>BGA －>CSP； 材料方面：金属、陶瓷－>陶瓷、塑料－>塑料； 引脚形状：长引线直插－>短引线或无引线贴装－>球状凸点； 装配方式：通孔插装－>表面组装－>直接安装 二、具体的封装形式 1、SOP/SOIC 封装 SOP 是英文Small Outline Package 的缩写，即小外形封装。SOP 封装技术由 1968～1969 年菲利浦公司开发成功，以后逐渐派生出SOJ（J 型引脚小外形封 装）、TSOP（薄小外形封装）、VSOP（甚小外形封装）、SSOP（缩小型SOP）、 TSSOP（薄的缩小型SOP）及SOT（小外形晶体管）、SOIC（小外形集成电 路）等。 SOP(Small Out-Line package) 也叫SOIC，小外形封装。表面贴装型封装之一， 引脚从封装两侧引出呈海鸥翼状(L 字形)。材料有塑料和陶瓷两种。SOP 除了用 于存储器LSI 外，也广泛用于规模不太大的ASSP 等电路。在输入输出端子不 超过10～40 的领域，SOP 是普及最广的表面贴装封装。引脚中心距 1.27mm，引脚数从8～44。另外，引脚中心距小于1.27mm 的SOP 也称为SSOP；装配 高度不到1.27mm 的SOP 也称为TSOP。还有一种带有散热片的SOP。
思考题与习题 1-1 填空题 1）三极管截止的条件是U BE ≤0V。三极管饱和导通的条件是I B≥ I BS。三极管饱和导通的I BS是I BS≥（V CC－U CES）/βRc。 2）门电路输出为高电平时的负载为拉电流负载，输出为低 电平时的负载为灌电流负载。 3）晶体三极管作为电子开关时，其工作状态必须为饱和状态或截止 状态。 4） 74LSTTL电路的电源电压值和输出电压的高、低电平值依次约为 5V、、。 74TTL电路的电源电压值和输出电压的高、低电平值依次约为 5V、、。 5）OC门称为集电极开路门门，多个OC门输出端并联到一起可实现线与功能。 6） CMOS 门电路的输入电流始终为零。 7） CMOS 门电路的闲置输入端不能悬空，对于与门应当接到高电平，对于 或门应当接到低电平。 1-2 选择题 1）以下电路中常用于总线应用的有 abc 。 门门 C.漏极开路门与非门 2）TTL与非门带同类门的个数为N，其低电平输入电流为，高电平输入电流为10uA，最大灌电流为15mA，最大拉电流为400uA，选择正确答案N最大为 B 。 =5 =10 C.N=20 =40 3）CMOS数字集成电路与TTL数字集成电路相比突出的优点是 ACD 。 A.微功耗 B.高速度 C.高抗干扰能力 D.电源范围宽 4）三极管作为开关使用时，要提高开关速度，可 D 。 A.降低饱和深度 B.增加饱和深度 C.采用有源泄放回路 D.采用抗饱和三极管 5）对于TTL与非门闲置输入端的处理，可以 ABD 。 A.接电源 B.通过电阻3kΩ接电源 C.接地 D.与有用输入端并联 6）以下电路中可以实现“线与”功能的有 CD 。 A.与非门 B.三态输出门 C.集电极开路门 D.漏极开路门
一、填空 1.ls (填写参数)命令用于显示隐藏文件。（-a） 2.进入当前目录的父目录的命令为 (%cd ..) 3.查看当前工作目录的命令为：（%pwd） 4.目录/home//uuu已建立，当前工作目录为/home/，采用绝对路径进入/home//uuu 的命令为：（%cd /home//uuu） 5.假设对letter文件有操作权限，命令%chmod a+rw letter会产生什么结果：（对 所有的用户增加读写权限。） 6.显示当前时间的命令为：（%date） 7.打开系统管理窗口的命令为：（%admintool） 8.与IP地址为166.111.4.80的主机建立FTP连接的命令为：（%ftp 166.111.4.80 or %ftp %open 166.111.4.80） 9.建立FTP连接后，接收单个文件的命令为：（%get） 10.建立FTP连接后，发送多个文件的命令为：（%mput） 11.有一种称为0.13um 2P5M CMOS单井工艺, 它的特征线宽为______，互连层共有 _____层，其电路类型为_______。0.13um 7 CMOS 12.请根据实际的制造过程排列如下各选项的顺序： a.生成多晶硅 b.确定井的位置和大小 c.定义扩散区，生成源漏区 d.确定有源区的位置和大小 e.确定过孔位置 正确的顺序为：___ _________________。bdace 13.集成电路中的电阻主要有__________, ____________, _____________三种。井电 阻，扩散电阻，多晶电阻 14.为方便版图绘制，通常将Contact独立做成一个单元，并以实例的方式调用。若该 Contact单元称为P型Contact，由4个层次构成，则该四个层次分别为：_________，_________, _________, ___________. active, P+ diffusion, contact, metal. 15.CMOS工艺中，之所以要将衬底或井接到电源或地上，是因为 ___________________________________。报证PN结反偏，使MOS器件能够正常工 作。 16.版图验证主要包括三方面：________，__________，__________; 完成该功能的 Cadence工具主要有（列举出两个）：_________，_________。DRC, LVS, ERC, Diva, Dracula 17.造成版图不匹配的因数主要来自两个方面：一是制造工艺引起的，另一个是 __________;后者又可以进一步细分为两个方面：_______________， _____________。片上环境波动，温度波动，电压波动。 18.DRC包括几种常见的类型，如最大面积（Maximum Dimension），最小延伸（Minimum Extension），此外还有_________，_________，_________。最小间距，最小宽度，最小包围（Minimum Enclosure）。 19.减少天线效应的三种方法有：____________，____________，__________。插入二 极管，插入缓冲器，Jumper (或者，通过不同的金属层绕线)。 20.由于EDA工具的不统一，出现了各种不同的文件格式，如LEF, DEF等，业界公认 的Tape out的文件格式为 _______，它不可以通过文本编辑器查看，因为它是
集成电路使用常识 费仲兴编译 前言 在多年的半导体器件的推广应用中了解到，很多整机厂的技术人员并不太了解集成电路使用的必要常识，即使是对于我公司的技术人员来说，关于这方面知识的掌握也不够全面，因此有必要把有关这方面的材料编译出来，供大家参考。 本材料主要根据日本东芝公司、三洋公司双极集成电路手册中的有关内容编译而成，有些地方加进了一些个人的理解。一共包含了以下三个方面的内容，一是有关集成电路最大额定值的物理意义以及和产品性能的关系；二是整机设计中功率集成电路的热设计方法；三是集成电路使用中的注意事项。其中最大额定值中的各种使用条件和环境温度的相互关系、关系集成电路功耗等的考虑方法还是值得参考的。 一、最大额定值 1、最大额定值的必要性和意义 根据半导体物理理论，半导体器件中载流子密度和温度成指数关系，因此温度对集成电路性能影响很大。 如果在集成电路内部器件的PN结上施加上足够的电压，载流子就会得到附加的能量，引起雪崩倍增，反向电流迅速增大，这时往往会发生击穿现象。 电流所引起的变化不像电压所引起的变化那样剧烈，但它会使半导体元件的性能缓慢地劣化，逐步地失去功能。此外，流过PN结的电流和施加电压的乘积变为功耗，引起温升，如果温度过高，也会引起热破坏。因此，温度、电压、电流和功耗就成为限制集成电路工作的四大因素。 据于上述理由，集成电路制造厂家往往对施加在集成电路上的电压、电流、功耗和温度规定最大容许值，要求用户遵照执行，这就是通常所说的最大额定值。 究竟什么是最大额定值，日本JIS7030（日本工业标准晶体管试验方法）中是这样定义的： 关于集成电路的最大额定值，JIS中没有明确定义过，但只要把上述定义中的晶体管换成集成电路的话，就成为集成电路最大额定值的定义。 集成电路最大额定值，就是为了保证集成电路的寿命和可靠性不可超越的额定值。这些额定值受结构材料、设计和生产条件等限制，因集成电路的种类不同其数值也不同。如果采用绝对最大额定值的概念，可以作如下表述。 所谓绝对最大额定值，就是在工作中即使瞬间也不能超过的值，如果定有两个以上项目的最大额定值时，其中的任何一个项目也不容许超过。 此外，最大额定值的大小不仅决定于半导体芯片内部的特征，同时还要考虑芯片以外的结构材料，如封装树指、芯片焊料等材料的特征。 超过最大额定值使用时，有时会不回复其特性。此外，应在设计时考虑电压的变化、零件特性的元件误差、环境温度的变化及输入信号的变化等，避免超过最大额定值中的任何一项。 2、电压的最大额定值 集成电路内部有许多PN结，当PN结上施加的电压一高，PN结空间电荷区内形成高电场强度，由于载流子的倍增作用，会引起电子雪崩，如果没有足够大的限流电阻，就会引起PN结的损坏。
第三章集成逻辑门电路 一、选择题 1. 三态门输出高阻状态时，（）是正确的说法。 A.用电压表测量指针不动 B.相当于悬空 C.电压不高不低 D.测量电阻指针不动 2. 以下电路中可以实现“线与”功能的有（）。 A.与非门 B.三态输出门 C.集电极开路门 D.漏极开路门 3．以下电路中常用于总线应用的有（）。 A.TSL门 B.OC门 C. 漏极开路门 D.CMOS与非门 4．逻辑表达式Y=AB可以用（）实现。 A.正或门 B.正非门 C.正与门 D.负或门 5．TTL电路在正逻辑系统中，以下各种输入中（）相当于输入逻辑“1”。 A.悬空 B.通过电阻2.7kΩ接电源 C.通过电阻2.7kΩ接地 D.通过电阻510Ω接地 6．对于TTL与非门闲置输入端的处理，可以（）。 A.接电源 B.通过电阻3kΩ接电源 C.接地 D.与有用输入端并联 7．要使TTL与非门工作在转折区，可使输入端对地外接电阻RI（）。 A.＞RON B.＜ROFF C.ROFF＜RI＜RON D.＞ROFF 8．三极管作为开关使用时，要提高开关速度，可( )。 A.降低饱和深度 B.增加饱和深度 C.采用有源泄放回路 D.采用抗饱和三极管 9．CMOS数字集成电路与TTL数字集成电路相比突出的优点是（）。 A.微功耗 B.高速度 C.高抗干扰能力 D.电源范围宽 10．与CT4000系列相对应的国际通用标准型号为（）。 A.CT74S肖特基系列 B. CT74LS低功耗肖特基系列 C.CT74L低功耗系列 D. CT74H高速系列 11．电路如图（a），（b）所示，设开关闭合为1、断开为0；灯亮为1、灯灭为0。F 对开关A、B、C的逻辑函数表达式（）。
第2章 逻辑门电路 2.1解题指导 【例2-1】 试用74LS 系列逻辑门，驱动一只V D =1.5V ，I D =6mA 的发光二极管。 解：74LS 系列与之对应的是T4000系列。与非门74LS00的I OL 为4mA ，不能驱动I D =6mA 的发光二极管。集电极开路与非门74LS01的I OL 为6mA ，故可选用74LS01来驱动发光二极管，其电路如图所示。限流电阻R 为 Ω =--=--=k V V V R OL D CC 5.065.05.156 【例2-2】 试分析图2-2所示电路的逻辑功能。 解：由模拟开关的功能知：当A =1时，开关接通。传输门导通时，其导通电阻小于1k Ω，1k Ω与200k Ω电阻分压，输出电平近似为0V 。 而A =0时，开关断开，呈高阻态。109Ω以上的电阻与200k Ω电阻分压，输出电平近似为V DD 。 故电路实现了非逻辑功能。 【例2-3】 试写出由TTL 门构成的逻辑图如图2-3所示的输出F 。 & ≥1 F ≥1 A B 图2-3 例2-3门电路 解：由TTL 门输入端悬空逻辑上认为是1可写出 【例2-4】 试分别写出由TTL 门和CMOS 门构成的如图2-4所示逻辑图的表达式或逻 辑值。 B F 图2-4 例2-4门电路 解：由TTL 门组成上面逻辑门由于10k Ω大于开门电阻R ON ，所以，无论 A 、B 为何值 。 由CMOS 门组成上面逻辑门由于CMOS 无开门电阻和关门电阻之说，所以， 。 2.2 例题补充 2-1 一个电路如图2-5所示，其三极管为硅管，β=20，试求：ν1小于何值时，三极管T 截止，ν1大于何值时，三极管T 饱和。 解：设v BE =0V 时，三极管T 截止。T 截止时，I B =0。此时 10) 10(020I --= -v v I =2V T 临界饱和时，v CE =0.7V 。此时 V CC v I v O +10V -V BB V V V 0200 11 DD F ≈+=DD DD 44 DD 599F 210101021010V V V V ≈+≈?+=A B A F =++?=110≡F AB F =
文件编号：GD/FS-8265 （安全管理范本系列） 使用集成电路的基本知识 详细版 In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________
使用集成电路的基本知识详细版 提示语：本安全管理文件适合使用于平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 1．集成电路型号的识别 要全面了解一块集成电路的用途、功能、电特性，那必须知道该块集成电路的型号及其产地。电视、音响、录像用集成电路与其它集成电路一样，其正面印有型号或标记，从而根据型号的前缀或标志就能初步知道它是那个生产厂或公司的集成电路，根据其数字就能知道属哪一类的电路功能。例如 AN5620，前缀AN说明是松下公司双极型集成电路，数字“5620”前二位区分电路主要功能，“56”说明是电视机用集成电路，而70～76属音响方面的用途，30～39属录像机用电路。详细情况请
参阅部分生产厂集成电路型号的命名，但要说明，在实际应用中常会出现A4100，到底属于日立公司的HA、三洋公司的LA、日本东洋电具公司的BA、东芝公司的TA、南朝鲜三星公司的KA、索尼公司的CXA、欧洲联盟、飞利浦、莫托若拉等国的TAA、TCA、TDA的哪一产品？一般来说，把前缀代表生产厂的英文字母省略掉的集成路，通常会把自己生产厂或公司的名称或商标打印上去，如打上SONY，说明该集成电路型号是CXA1034，如果打上SANYO，说明是日本三洋公司的LA4100，C1350C 一般印有NEC，说明该集成电路是日本电气公司生产的uPC1350C集成电路。 有的集成电路型号前缀连一个字母都没有，例如东芝公司生产的KT－4056型存储记忆选台自动倒放
实验一集成逻辑门电路 一、实验目的 1、了解门电路的电气性能和特点。 2、掌握TTL集成门电路的逻辑功能。 3、进一步熟悉数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法。 4、掌握常用TTL门电路的故障诊断方法。 二、实验原理 集成逻辑门电路是数字电路的基础，常用的有两大类：一类是以晶体三极管为核心组成的TTL电路。另一类是以场效应管为核心组成互补型MOS集成电路即CMOS电路。两者的应用都很广泛。为了较好地使用它们，对它们的主要电气特性必须清楚。 1、TTL与非门的主要参数 （1）电压传输特性 与非门的输出电压U0随输入电压Ui的变化用曲线描绘出来，这曲线就是与非门的电压传输特性。通过此曲线可知道与非门电路的一些重要参数，如输出高电平V OH、输出低电平V OL、阀值电平V TH。 （2）输入特性，输出特性 输入特性曲线：就是输入电流随输入电压变化的曲线。一般情况下，输入电压限止在5.5V以下，当输入电压在1.5V-5.5V之间变化时，输入电流Ii基本保持不变， μ左右，当输入电压0V和1.5V之间变化称为输入高电平电流I iH，其最大值为40A 时，电流开始从输入端流出，且随输入电压的增大而迅速减小（绝对值），称为输入低电平电流I iL，约为-1mA；当输入电压为0时，称为输入短路电流I iS；I iS的数值要比I iL的数值略大一点，在作近似分析计算时，经常用手册上给出的I iS近似代替I iL使用。输出特性曲线：就是输出电压和负载电流的关系曲线。分为高电平输出特性和低电平输出特性。当逻辑门输出高电平时，这时输出电压和负载电流的关系称为高电平输出特性，74系列门电路的运用条件规定，输出高电平时，最大负载电流不能超过0.4mA。当逻辑门输出低电平时，这时输出电压和负载电流的关系称为低
第三章集成逻辑门 一、选择题 1. 三态门输出高阻状态时，是正确的说法。 A.用电压表测量指针不动 B.相当于悬空 C.电压不高不低 D.测量电阻指针不动 2. 以下电路中可以实现“线与”功能的有。 A.与非门 B.三态输出门 C.集电极开路门 D.漏极开路门 3．以下电路中常用于总线应用的有。 A.T S L门 B.O C门 C.漏极开路门 D.C M O S与非门 4．逻辑表达式Y=A B可以用实现。 A.正或门 B.正非门 C.正与门 D.负或门 5．T T L电路在正逻辑系统中，以下各种输入中相当于输入逻辑“1”。 A.悬空 B.通过电阻 2.7kΩ接电源 C.通过电阻 2.7kΩ接地 D.通过电阻510Ω接地 6．对于T T L与非门闲置输入端的处理，可以。 A.接电源 B.通过电阻3kΩ接电源 C.接地 D.与有用输入端并联7．要使T T L与非门工作在转折区，可使输入端对地外接电阻R I。 A.＞R O N B.＜R O F F C.R O F F＜R I＜R O N D.＞R O F F 8．三极管作为开关使用时，要提高开关速度，可。 A.降低饱和深度 B.增加饱和深度 C.采用有源泄放回路 D.采用抗饱和三极管 9．C M O S数字集成电路与T T L数字集成电路相比突出的优点是。 A.微功耗 B.高速度 C.高抗干扰能力 D.电源范围宽 10．与C T4000系列相对应的国际通用标准型号为。 A.C T74S肖特基系列 B.C T74L S低功耗肖特基系列 C.C T74L低功耗系列 D.C T74H高速系列 二、判断题（正确打√，错误的打×） 1．TTL与非门的多余输入端可以接固定高电平。（） 2．当TTL与非门的输入端悬空时相当于输入为逻辑1。（） 3．普通的逻辑门电路的输出端不可以并联在一起，否则可能会损坏器件。（） 4．两输入端四与非门器件74LS00与7400的逻辑功能完全相同。（） 5．CMOS或非门与TTL或非门的逻辑功能完全相同。（） 6．三态门的三种状态分别为：高电平、低电平、不高不低的电压。（） 7．TTL集电极开路门输出为１时由外接电源和电阻提供输出电流。（） 8．一般TTL门电路的输出端可以直接相连，实现线与。（）
实验一：集成逻辑门电路的测试与使用 一．实验目的： 1．学会检测常用集成门电路的好坏的简易方法； 2．掌握TTL与非门逻辑功能和主要参数的测试方法； 3．掌握TTL门电路与CMOS门电路的主要区别。 二．实验仪器与器件： 1．元器件：74LS20、74LS00(TTL门电路)，4011(CMOS门电路)； 2．实验仪器：稳压电源、万用表、数字逻辑实验测试台。 三．实验原理： 1．集成逻辑门电路的管脚排列： （1）74LS20（4输入端双与非门）：Y= ABCD V CC2A 2B N C2C 2D 2Y 1A 1B N C1C 1D 1Y GND V CC ：表示电源正极、GND：表示电源负极、N C ：表示空脚。 （2）74LS00（2输入端4与非门）：Y= AB V4A 4B 4Y 3A 3B 3Y 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND
（3）4011（2输入端4与非门）：Y= AB V CC4A 4B 4Y 3Y 3B 3A 1A 1B 1Y 2Y 2B 2A GND 集成门电路管脚的识别方法：将集成门电路的文字标注正对着自己，左下角为1，然后逆时针方向数管脚。 2．TTL与非门的主要参数有： 导通电源电流I CCL、低电平输入电流I IL、高电平输入电流I IH、输出高电平V OH、输出低电平V OL、阈值电压V TH等。 注意：不同型号的集成门电路其测试条件及规范值是不同的。 3．检测集成门电路的好坏的简易方法： （1）在未加电源时，利用万用表的电阻档检查各管脚之间是否有短路现象； （2）加电源：利用万用表的电压档首先检查集成电路上是否有电，然后再利用门电路的逻辑功能检查电路。 例如：“与非”门逻辑功能是：“见低出高，同高出低”。 对于TTL与非门：若将全部输入端悬空测得输出电压小于0.4V，将任一输入端接地测得输出电压大于3.5V，则说明该门是好的。 思考：COMS与非门如何测试。 四．实验内容和步骤： 1．将74LS20加上+5V电压，检查集成门电路的好坏。 2．TTL与非门的主要参数测试： （1）导通电源电流I CCL= 。 测试条件：V CC=5V，输入端悬空，输出空载，如图（1）。 图（1）图（2） 14 13 12 11 10 9 8 1 2 3 4 5 6 7
课程标准 课程名称：集成电路应用 课程代码：05088 适用专业：应用电子技术 学时：72 学分： 制订人： 审核：
兰州资源环境职业技术学院集成电路应用课程标准 课程代码:05088 课程名称：集成电路应用 英文名称：Application of integrated circuits 课程性质:职业技术学习领域 总学时：72 理论学时：36 实验（训）学时：36 适用专业：应用电子技术 第一部分课程定位与设计 一、课程性质 模拟集成电路是电子技术的一个重要组成部分，它在通讯、自动控制、计算机及人们的文化生活中经常遇到的电视、录音、录像等诸多方面获得了十分广泛的应用，通过对本门课程的学习，是学生能够了解现代电子发展高度集成化的基本理论。 本课程是应用电子技术专业的专业必修课，同时也是实用性较强的一门综合性课程，教学中要求理论与实践要相结合。 二、课程作用 通过本课程的学习，学生能够学习到众多的集成电路，并学会应用各种集成电路。 三、前导后续课程 本课程是应用电子技术专业的必修课，其前导课程是《电路分析》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》等，学生只有在掌握了以上课程的基础上，才能进一步学习本课程。 四、设计理念和思路 在应用电子技术专业开设"集成电路应用"课,是培养相关电子技术人才,适应飞速发展的国内电子产业的有效途径之一。本课程从教学实践出发,重点分析和讨论了"多种集成电路"在实际中的应用。
第二部分课程目标 一、总体目标 通过本课程的学习，是学生掌握集成电路在实际中的广泛应用，从而能够适应现在飞速发展的电子产业，在将来的工作中能够学习和掌握电子领域中的最先进技术。 二、具体目标 1.能力目标： （1）能够很清楚的理解什么是集成电路。 （2）能够清楚的认识到现今电子设备中多种集成电路的形式。 （3）熟悉集成电路在电子领域的应用。 2.知识目标： （1）认识多种集成电路。 （2）理解各种集成电路的功能。 （3）能够将集成电路应用到实际中。 3.素质目标： 具备分析集成电路和实际电路的能力。
集成逻辑门电路逻辑功能的测试 一、实验目的 1．熟悉数字逻辑实验箱的结构、基本功能和使用方法。 2．掌握常用非门、与非门、或非门、与或非门、异或门的逻辑功能及其测试方法。 二、实验器材 1．数字逻辑实验箱DSB-3 1台 2. 万用表 1只 3．元器件： 74LS00（T065） 74LS04 74LS55 74LS86 各一块 导线若干 三、实验说明 1．数字逻辑实验箱提供5 V + 0.2 V的直流电源供用户使用。 2．连接导线时，为了便于区别，最好用不同颜色导线区分电源和地线，一般用红色导线接电源，用黑色导线接地。 3．实验箱操作板部分K0~K7提供8位逻辑电平开关，由8个钮子开关组成，开关往上拨时，对应的输出插孔输出高电平“1”，开关往下拨时，输出低电平“0”。 4．实验箱操作板部分L0~L7提供8位逻辑电平LED显示器，可用于测试门电路逻辑电平的高低，LED亮表示“1”，灭表示“0”。 四、实验内容和步骤 1．测试74LS04六非门的逻辑功能 将74LS04正确接入面包板，注意识别1脚位置，按表1-1要求输入高、低电平信号，测出相应的输出逻辑电平。 表1-1 74LS04逻辑功能测试表 2．测试74LS00四2输入端与非门逻辑功能 将74LS00正确接入面包板，注意识别1脚位置，按表1-2要求输入高、低电平信号，测出相应的输出逻辑电平。
3．测试74LS55 二路四输入与或非门逻辑功能 将74LS55正确接入面包板，注意识别1脚位置，按表1-3要求输入信号，测出相应的输出逻辑电平，填入表中。（表中仅列出供抽验逻辑功能用的部分数据） 4．测试74LS86四异或门逻辑功能 将74LS86正确接入面包板，注意识别1脚位置，按表1-4要求输入信号，测出相应的输出逻辑电平。 五、实验报告要求 1．整理实验结果，填入相应表格中，并写出逻辑表达式。 2．小结实验心得体会。 3．回答思考题 若测试74LS55的全部数据，所列测试表应有多少种输入取值组合？
CMOS集成电路应用常识 电路的极限范围。 表1列出了CMOS集成电路的一般参数，表2列出了CMOS集成电路的极限参数。CMOS 集成电路在使用过程中是不允许在超过极限的条件下工作的。当电路在超过最大额定值条件下工作时，很容易造成电路损坏，或者使电路不能正常工作。 表1 CMOS集成电路（CC4000系列）的一般参数表 表2 CMOS集成电路（CC4000系列）的极限参数表
应当指出的是：CMOS集成电路虽然允许处于极限条件下工作，但此时对电源设备应采取稳压措施。这是因为当供电电源开启或关闭时，电源上脉冲波的幅度很可能超过极限值，会将电路中各MOS晶体管电极之间击穿。上述现象有时并不呈现电路失效或损坏现象，但有可能缩短电路的使用寿命，或者在芯片内部留下隐患，使电路的性能指标逐渐变劣。 工作电压、极性及其正确选择。 在使用CMOS集成电路时，工作电压的极性必须正确无误，如果颠倒错位，在电路的正负电源引出端或其他有关功能端上，只要出现大于0.5V的反极性电压，就会造成电路的永久失效。 虽然CMOS集成电路的工作电压范围很宽，如CC4000系列电路在3~18V的电源电压范围内都能正常工作，当使用时应充分考虑以下几点： 1. 输出电压幅度的考虑。 电路工作时，所选取的电源工作电压高低与电路输出电压幅度大小密切相关。由于CMOS集成电路输出电压幅度接近于电路的工作电压值，因此供给电路的正负工作电压范围可略大于电路要求输出的电压幅度。 2. 电路工作速度的考虑。 CMOS集成电路的工作电压选择，直接影响电路的工作速度。对CMOS集成电路提出的工作速度或工作频率指标要求往往是选择电路工作电压的因素。如果降低CMOS集成电路的工作电压，必将降低电路的速度或频率指标。 3. 输入信号大小的考虑。 工作电压将限制CMOS集成电路的输入信号的摆幅，对于CMOS集成电路来说，除非对流经电路输入端保护二极管的电流施加限流控制，输入电路的信号摆幅一般不能超过供给电压范围，
第三章集成逻辑门电路例题补充
第2章 逻辑门电路 2.1解题指导 【例2-1】 试用74LS 系列逻辑门，驱动一只V D =1.5V ，I D =6mA 的发光二极管。 解：74LS 系列与之对应的是T4000系列。与非门74LS00的I OL 为4mA ，不能驱动I D =6mA 的发光二极管。集电极开路与非门74LS01的I OL 为6mA ，故可选用74LS01来驱动发光二极管，其电路如图所示。限流电阻R 为 Ω =--=--= k V V V R OL D CC 5.06 5 .05.156 【例2-2】 试分析图2-2所示电路的逻辑功能。 解：由模拟开关的功能知：当A =1时，开关接通。传输门导通时，其导通电阻小于1k Ω，1k Ω与200k Ω电阻分压，输出电平近似为0V 。 而A =0时，开关断开，呈高阻态。109Ω以上的电阻与200k Ω电阻分压，输出电平近似为V DD 。 V V V 0200 11 DD F ≈+=DD DD 4 4 DD 5 9 9 F 2 1010 1021010V V V V ≈+≈?+=
故电路实现了非逻辑功能。 【例2-3】试写出由TTL门构成的逻辑图如图2-3所示的输出F。 & ≥1 F ≥1 A B 图2-3 例2-3门电路 解：由TTL门输入端悬空逻辑上认为是1可写出 【例2-4】试分别写出由TTL门和CMOS 门构成的如图2-4所示逻辑图的表达式或逻辑值。 && B F 10kΩ 图2-4 例2-4门电路 解：由TTL门组成上面逻辑门由于10kΩ大于开门电阻R ON，所以，无论A、B为何值。 由CMOS门组成上面逻辑门由于CMOS无开门电阻和关门电阻之说，所以，。 2.2 例题补充 2-1 一个电路如图2-5所示，其三极管为硅管，β=20，试求：ν1小于何值时，三极管T截止，ν1大于何值时，三极管T饱和。 解：设v BE=0V时，三极管T截止。T 截止 V CC v I v O +10V A B A F= + + ? =1 1 ≡ F AB F=
电路常识性概念--你还记得多少？ 一．TTL TTL集成电路的主要型式为晶体管－晶体管逻辑门，TTL大部分都采用5V电源。 1.输出高电平Uoh和输出低电平Uol Uoh≥2.4V,Uol≤0.4V 2.输入高电平和输入低电平 Uih≥2.0V，Uil≤0.8V 二．CMOS CMOS电路是电压控制器件，输入电阻极大，对于干扰信号十分敏感，因此不用的输入端不应开路，接到地或者电源上。CMOS电路的优点是噪声容限较宽，静态功耗很小。 1.输出高电平Uoh和输出低电平Uol Uoh≈VCC，Uol≈GND 2.输入高电平Uoh和输入低电平Uol Uih≥0.7VCC,Uil≤0.2VCC（VCC为电源电压，GND为地） 从上面可以看出: 在同样5V电源电压情况下，COMS电路可以直接驱动TTL，因为CMOS的输出高电平大于2.0V,输出低电平小于0.8V；而TTL电路则不能直接驱动CMOS电路，TTL的输出高电平为大于2.4V，如果落在2.4V～3.5V之间，则CMOS 电路就不能检测到高电平，低电平小于0.4V满足要求，所以在TTL电路驱动COMS电路时需要加上拉电阻。如果出现不同电压电源的情况，也可以通过上面的方法进行判断。 如果电路中出现3.3V的COMS电路去驱动5VCMOS电路的情况，如3.3V单片机去驱动74HC,这种情况有以下几种方法解决，最简单的就是直接将74HC换成74HCT（74系列的输入输出在下面有介绍）的芯片，因为3.3VCMOS 可以直接驱动5V的TTL电路；或者加电压转换芯片；还有就是把单片机的I/O口设为开漏，然后加上拉电阻到5V，这种情况下得根据实际情况调整电阻的大小，以保证信号的上升沿时间。 三．74系列简介 74系列可以说是我们平时接触的最多的芯片，74系列中分为很多种，而我们平时用得最多的应该是以下几种：74LS，74HC，74HCT这三种，这三种系列在电平方面的区别如下： TTL和CMOS电平 1、TTL电平(什么是TTL电平)： 输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是0.4V。 2、CMOS电平： 1逻辑电平电压接近于电源电压，0逻辑电平接近于0V。而且具有很宽的噪声容限。 3、电平转换电路： 因为TTL和COMS的高低电平的值不一样（ttl5v<＝＝>cmos3.3v），所以互相连接时需要电平的转换：就是用两个电阻对电平分压，没有什么高深的东西。 4、OC门，即集电极开路门电路，OD门，即漏极开路门电路，必须外界上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用。否则它一般只作为开关大电压和大电流负载，所以又叫做驱动门电路。 5、TTL和COMS电路比较： 1）TTL电路是电流控制器件，而CMOS电路是电压控制器件。 2）TTL电路的速度快，传输延迟时间短(5-10ns)，但是功耗大。COMS电路的速度慢，传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。COMS电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关，频率越高，芯片集越热，这是正常现象。 3）COMS电路的锁定效应： COMS电路由于输入太大的电流，内部的电流急剧增大，除非切断电源，电流一直在增大。这种效应就是锁定效应。当产生锁定效应时，COMS的内部电流能达到40mA以上，很容易烧毁芯片。
集成电路技术发展趋势 目前,以集成电路为核心的电子信息产业超过了以汽车、石油、钢铁为代表的传统工业成为第一大产业,成为改造和拉动传统产业迈向数字时代的强大引擎和雄厚基石。1999年全球集成电路的销售额为1250亿美元,而以集成电路为核心的电子信息产业的世界贸易总额约占世界GNP的3%,现代经济发展的数据表明,每l~2元的集成电路产值,带动了10元左右电子工业产值的形成,进而带动了100元GDP的增长。目前,发达国家国民经济总产值增长部分的65%与集成电路相关；美国国防预算中的电子含量已占据了半壁江山(2001年为43.6%)。预计未来10年内,世界集成电路销售额将以年平均15%的速度增长,2010年将达到6000~8000亿美元。作为当今世界经济竞争的焦点,拥有自主版权的集成电路已日益成为经济发展的命脉、社会进步的基础、国际竞争的筹码和国家安全的保障。 集成电路的集成度和产品性能每18个月增加一倍。据专家预测,今后20年左右,集成电路技术及其产品仍将遵循这一规律发展。 集成电路最重要的生产过程包括:开发EDA(电子设计自动化)工具,利用EDA进行集成电路设计,根据设计结果在硅圆片上加工芯片(主要流程为薄膜制造、曝光和刻蚀),对加工完毕的芯片进行测试,为芯片进行封装,最后经应用开发将其装备到整机系统上与最终消费者见面。 20世纪80年代中期我国集成电路的加工水平为5微米，其后，经历了3、1、0.8、0.5、0.35微米的发展，目前达到了0.18微米的水平，而当前国际水平为0.09微米（90纳米），我国与之相差约为2-3代。 （1）设计工具与设计方法。随着集成电路复杂程度的不断提高，单个芯片容纳器件的数量急剧增加，其设计工具也由最初的手工绘制转为计算机辅助设计（CAD），相应的设计工具根据市场需求迅速发展，出现了专门的EDA 工具供应商。目前，EDA主要市场份额为美国的Cadence、Synopsys和Mentor 等少数企业所垄断。中国华大集成电路设计中心是国内唯一一家EDA开发和产品供应商。 由于整机系统不断向轻、薄、小的方向发展，集成电路结构也由简单功能转向具备更多和更为复杂的功能，如彩电由5片机到3片机直到现在的单片机，手机用集成电路也经历了由多片到单片的变化。目前，SoC作为系统级集成电路，能在单一硅芯片上实现信号采集、转换、存储、处理和I/O等功能，将数字电路、存储器、MPU、MCU、DSP等集成在一块芯片上实现一