当前位置:文档之家› 最新常用基本数字集成电路

最新常用基本数字集成电路

最新常用基本数字集成电路
最新常用基本数字集成电路

常用基本数字集成电

常用基本数字集成电路应用设计

1常用基本数字集成电路概述

数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。根据数字集成电路中包含的门电路或元、器件数量,可将数字集成电路分为小规模集成(SSI)电路、中规模集成MSI电路、大规模集成(LSI)电路、超大规模集成VLSI电路和特大规模集成(ULSI)电路。小规模集成电路包含的门电路在10个以内,或元器件数不超过100个;中规模集成电路包含的门电路在10~100个之间,或元器件数在100~1000个之间;大规模集成电路包含的门电路在100个以上,或元器件数在10~10个之间;超大规模集成电路包含的门电路在1万个以上,或元器件数在10~10之间;特大规模集成电路的元器件数在10~10之间。

2 门电路构成的多谐振荡器的基本原理

非门作为一个开关倒相器件,可用以构成各种脉冲波形的产生电路。电路的基本工作原理是利用电容器的充放电,当输入电压达到与非门的阈值电压V T 时,门的输出状态即发生变化。因此,电路输出的脉冲波形参数直接取决于电路中阻容元件的数值。

2.1不对称多谐振荡器

非对称型多谐振荡器的输出波形是不对称的,当用TTL与非门组成时,输出脉冲宽度tw1=RC, tw2=1.2RC, T=2.2RC 调节R和C值,可改变输出信号的振荡频率,通常用改变C实现输出频率的粗调,改变电位器R实现输出频率的细调。

2.1.2对称型多谐振荡器

电路完全对称,电容器的充放电时间常数相同, 故输出为对称的方波。

改变R和C的值,可以改变输出振荡频率。非门3用于输出波形整形。

一般取R≤1KΩ,当R1=R2=1KΩ,C1=C2=100pf~100μf时,f可在几

Hz~MHz 变化。脉冲宽度 tw1=tw2=0.7RC,T=1.4RC.

2.1.3门电路多谐振荡器仿真

图3非门内部电路

图4不对称多谐振荡器

图5对称多谐振器

3 555定时器构成的多谐振荡器

3.1 555定时器

(1)基本原理及其组成

由电阻分压器、电压比较器、基本RS 触发器、输出缓冲反相器、集电极开路输出三极管组成。其内部结构如图(A)及管脚排列如图(B)所示。

A

A

3.2用555定时器组成多谐振荡器

工作原理:

1)电路第一暂态,输出为1。电容充电,电路转换到第二暂态,输出为0 2)电路第二暂稳态,电容放电,电路转换到第一暂态。

图5用555定时器组成多谐振荡器的原理图

工作波形与振荡频率计算:

t PL =R 2C 1n2≈0.7R 2C

t pH = (R 1+R 2)C 1n2≈0.7(R 1+R 2)C

3.3用555定时器组成占空比可的调多谐振荡器

t pH = R A C 1n2≈0.7R A C t PL =R B C 1n2≈0.7R B C

3.4 555振荡器仿真

555芯片构成的如图9所示。输出脉冲波的高电平持续时间TW 1=0.7(R 1+R 2)C 1.

PL PH 121 1.43

(2)f t t R R C

=≈

++

CC

v μF

R R

v V 2 3 V 1 3 v

R A

R B

O

μ F

C

)R R (.t t f B +≈

+=

A pL pH

43

11%(%)q 100A

?+=B

A R R R

图9 555多谐振荡器555多谐振荡器电路的仿真结果:

4 N进制计数器

数字集成电路设计_笔记归纳..

第三章、器件 一、超深亚微米工艺条件下MOS 管主要二阶效应: 1、速度饱和效应:主要出现在短沟道NMOS 管,PMOS 速度饱和效应不显著。主要原因是 TH G S V V -太大。在沟道电场强度不高时载流子速度正比于电场强度(μξν=) ,即载流子迁移率是常数。但在电场强度很高时载流子的速度将由于散射效应而趋于饱和,不再随电场 强度的增加而线性增加。此时近似表达式为:μξυ=(c ξξ<),c s a t μξυυ==(c ξξ≥) ,出现饱和速度时的漏源电压D SAT V 是一个常数。线性区的电流公式不变,但一旦达到DSAT V ,电流即可饱和,此时DS I 与GS V 成线性关系(不再是低压时的平方关系)。 2、Latch-up 效应:由于单阱工艺的NPNP 结构,可能会出现VDD 到VSS 的短路大电流。 正反馈机制:PNP 微正向导通,射集电流反馈入NPN 的基极,电流放大后又反馈到PNP 的基极,再次放大加剧导通。 克服的方法:1、减少阱/衬底的寄生电阻,从而减少馈入基极的电流,于是削弱了正反馈。 2、保护环。 3、短沟道效应:在沟道较长时,沟道耗尽区主要来自MOS 场效应,而当沟道较短时,漏衬结(反偏)、源衬结的耗尽区将不可忽略,即栅下的一部分区域已被耗尽,只需要一个较小的阈值电压就足以引起强反型。所以短沟时VT 随L 的减小而减小。 此外,提高漏源电压可以得到类似的效应,短沟时VT 随VDS 增加而减小,因为这增加了反偏漏衬结耗尽区的宽度。这一效应被称为漏端感应源端势垒降低。

4、漏端感应源端势垒降低(DIBL): VDS增加会使源端势垒下降,沟道长度缩短会使源端势垒下降。VDS很大时反偏漏衬结击穿,漏源穿通,将不受栅压控制。 5、亚阈值效应(弱反型导通):当电压低于阈值电压时MOS管已部分导通。不存在导电沟道时源(n+)体(p)漏(n+)三端实际上形成了一个寄生的双极性晶体管。一般希望该效应越小越好,尤其在依靠电荷在电容上存储的动态电路,因为其工作会受亚阈值漏电的严重影响。 绝缘体上硅(SOI) 6、沟长调制:长沟器件:沟道夹断饱和;短沟器件:载流子速度饱和。 7、热载流子效应:由于器件发展过程中,电压降低的幅度不及器件尺寸,导致电场强度提高,使得电子速度增加。漏端强电场一方面引起高能热电子与晶格碰撞产生电子空穴对,从而形成衬底电流,另一方面使电子隧穿到栅氧中,形成栅电流并改变阈值电压。 影响:1、使器件参数变差,引起长期的可靠性问题,可能导致器件失效。2、衬底电流会引入噪声、Latch-up、和动态节点漏电。 解决:LDD(轻掺杂漏):在漏源区和沟道间加一段电阻率较高的轻掺杂n-区。缺点是使器件跨导和IDS减小。 8、体效应:衬底偏置体效应、衬底电流感应体效应(衬底电流在衬底电阻上的压降造成衬偏电压)。 二、MOSFET器件模型 1、目的、意义:减少设计时间和制造成本。 2、要求:精确;有物理基础;可扩展性,能预测不同尺寸器件性能;高效率性,减少迭代次数和模拟时间 3、结构电阻:沟道等效电阻、寄生电阻 4、结构电容: 三、特征尺寸缩小 目的:1、尺寸更小;2、速度更快;3、功耗更低;4、成本更低、 方式: 1、恒场律(全比例缩小),理想模型,尺寸和电压按统一比例缩小。 优点:提高了集成密度 未改善:功率密度。 问题:1、电流密度增加;2、VTH小使得抗干扰能力差;3、电源电压标准改变带来不便;4、漏源耗尽层宽度不按比例缩小。 2、恒压律,目前最普遍,仅尺寸缩小,电压保持不变。 优点:1、电源电压不变;2、提高了集成密度 问题:1、电流密度、功率密度极大增加;2、功耗增加;3、沟道电场增加,将产生热载流子效应、速度饱和效应等负面效应;4、衬底浓度的增加使PN结寄生电容增加,速度下降。 3、一般化缩小,对今天最实用,尺寸和电压按不同比例缩小。 限制因素:长期使用的可靠性、载流子的极限速度、功耗。

《数字集成电路基础》试题C

《数字集成电路基础》试题C (考试时间:120分钟) 班级:姓名:学号:成绩: 一、填空题(共30分) 1.三极管有NPN和PNP两种类型,当它工作在放大状态时,发射结____,集电 结______;NPN型三极管的基区是______型半导体,集电区和发射区是______型半导体。 2.把高电压作为逻辑1,低电平作为逻辑0的赋值方法称作_______逻辑赋 值。一种电路若在正逻辑赋值时为与非门,则在负逻辑赋值时为________。 3.四位二进制编码器有____个输入端;____个输出端。 4.将十进制数287转换成二进制数是________;十六进制数是_____ __。 5.根据触发器功能的不同,可将触发器分成四种,分别是____触发器、___ _触发器、____触发器和____触发器。 3=______。 A.发射结和集电结均处于反向偏置 B.发射结正向偏置,集电结反向偏置 C.发射结和集电结均处于正向偏置 2.在下列三个逻辑函数表达式中,____是最小项表达式。 A.B C ) A BC ,B ,A = + Y+ ( A B B ) A B ,A ( C B = B. C Y+ A

C. C AB ABC B C A C B A )D ,C ,B ,A (Y +++??= 3.用8421码表示的十进制数45,可以写成__________ A .45 B. [101101]BCD C. [01000101]BCD D. [101101]2 4.采用OC 门主要解决了_____ A .TTL 与非门不能相与的问题 B. TTL 与非门不能线与的问题 C. TTL 与非门不能相或的问题 5.已知某触发的特性表如下(A 、B 为触发器的输入)其输出信号的逻辑表达式为___ A . Q n+1 =A B. n n 1n Q A Q A Q +=+ C. n n 1n Q B Q A Q +=+ 三、化简下列逻辑函数,写出最简与或表达式:(共20分) 1. BC A C B A C B B A Y 1+?++= 2. Y 2=Σm (0,1,8,9,10,11) 3. Y 3见如下卡诺图

数字集成电路的分类

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。CMOS数字集成电路电路主要分为4000(4500系列)系列、54HC/74HC系列、54HCT/74HCT系列等,实际上这三大系列之间的引脚功能、排列顺序是相同的,只是某些参数不同而已。例如,74HC4017与CD4017为功能相同、引脚排列相同的电路,前者的工作速度高,工作电源电压低。4000系列中目前最常用的是B系列,它采用了硅栅工艺和双缓冲输出结构。 Bi-CMOS是双极型CMOS(Bipolar-CMOS)电路的简称,这种门电路的特点是逻辑部分采用CMOS结构,输出级采用双极型三极管,因此兼有CMOS电路的低功耗和双极型电路输出阻抗低的优点。 (1)TTL类型 这类集成电路是以双极型晶体管(即通常所说的晶体管)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Transistor-Transistor-Logic,缩写为TTL。TTL电路在速度和功耗方面,都处于现代数字集成电路的中等水平。它的品种丰富、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类型的主要应用产品系列,也是逻辑集成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。

数字电路芯片大全资料

芯片大全 -- 74系列芯片资料(还算可以)! 74系列芯片资料 反相器驱动器 LS04 LS05 LS06 LS07 LS125 LS240 LS244 LS245 与门与非门 LS00 LS08 LS10 LS11 LS20 LS21 LS27 LS30 LS38 或门或非门与或非门 LS02 LS32 LS51 LS64 LS65 异或门比较器 LS86 译码器 LS138 LS139 寄存器 LS74 LS175 LS373 反相器: Vcc 6A 6Y 5A 5Y 4A 4Y 六非门74LS04 ┌┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴┐六非门(OC门) 74LS05 _ │1413 12 11 10 9 8│六非门(OC高压输出) 74LS06 Y = A )│ │ 1 2 3 4 5 6 7│ └┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬┘ 1A 1Y 2A 2Y 3A 3Y GND 驱动器: Vcc 6A 6Y 5A 5Y 4A 4Y ┌┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴┐ │1413 12 11 10 9 8│ Y = A )│六驱动器(OC高压输出) 74LS07 │ 1 2 3 4 5 6 7│ └┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬┘ 1A 1Y 2A 2Y 3A 3Y GND Vcc -4C 4A 4Y -3C 3A 3Y ┌┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴┐ _ │1413 12 11 10 9 8│

Y =A+C )│四总线三态门 74LS125 │ 1 2 3 4 5 6 7│ └┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬┘ -1C 1A 1Y -2C 2A 2Y GND Vcc -G B1 B2 B3 B4 B8 B6 B7 B8 ┌┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴┐8位总线驱动器 74LS245 │20 19 18 17 16 15 14 13 12 11│ )│DIR =1 A=>B │ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10│DIR=0 B=>A └┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬┘ DIR A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 GND 页首非门,驱动器与门,与非门或门,或非门异或门,比较器译码器寄存器 正逻辑与门,与非门: Vcc 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y ┌┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴┐ │1413 12 11 10 9 8│ Y = AB )│2输入四正与门 74LS08 │ 1 2 3 4 5 6 7│ └┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬┘ 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND Vcc 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y ┌┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴┐ __ │1413 12 11 10 9 8│ Y = AB )│2输入四正与非门 74LS00 │ 1 2 3 4 5 6 7│ └┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬┘ 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND Vcc 1C 1Y 3C 3B 3A 3Y ┌┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴┐ ___ │1413 12 11 10 9 8│ Y = ABC )│3输入三正与非门 74LS10 │ 1 2 3 4 5 6 7│ └┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬┘ 1A 1B 2A 2B 2C 2Y GND Vcc H G Y

数字集成电路复习指南..

1. 集成电路是指通过一系列特定的加工工艺,将晶体管、二极管、MOS管等有源器件和阻、电容、电感等无源器件,按一定电路互连,“集成”在一块半导体晶片(硅或砷化镓)上,封装在一个外壳内,执行特定电路或系统功能的一种器件。 2.集成电路的规模大小是以它所包含的晶体管数目或等效的逻辑门数目来衡量。等效逻辑门通常是指两输入与非门,对于CMOS集成电路来说,一个两输入与非门由四个晶体管组成,因此一个CMOS电路的晶体管数除以四,就可以得到该电路的等效逻辑门的数目,以此确定一个集成电路的集成度。 3.摩尔定律”其主要内容如下: 集成电路的集成度每18个月翻一番/每三年翻两番。 摩尔分析了集成电路迅速发展的原因, 他指出集成度的提高主要是三方面的贡献: (1)特征尺寸不断缩小,大约每3年缩小1.41倍; (2)芯片面积不断增大,大约每3年增大1.5倍; (3)器件和电路结构的改进。 4.反标注是指将版图参数提取得到的分布电阻和分布电容迭加到相对应节点的参数上去,实际上是修改了对应节点的参数值。 5.CMOS反相器的直流噪声容限:为了反映逻辑电路的抗干扰能力,引入了直流噪声容限作为电路性能参数。直流噪声容限反映了电流能承受的实际输入电平与理想逻辑电平的偏离范围。 6. 根据实际工作确定所允许的最低输出高电平,它所对应的输入电平定义为关门电平;给定允许的最高输出低电平,它所对应的输入电平为开门电平 7. 单位增益点. 在增益为0和增益很大的输入电平的区域之间必然存在单位增益点,即dV out/dVin=1的点 8. “闩锁”现象 在正常工作状态下,PNPN四层结构之间的电压不会超过Vtg,因 此它处于截止状态。但在一定的外界因素触发下,例如由电源或 输出端引入一个大的脉冲干扰,或受r射线的瞬态辐照,使 PNPN四层结构之间的电压瞬间超过Vtg,这时,该寄生结构中就 会出现很大的导通电流。只要外部信号源或者Vdd和Vss能够提供 大于维持电流Ih的输出,即使外界干扰信号已经消失,在PNPN四 层结构之间的导通电流仍然会维持,这就是所谓的“闩锁”现象 9. 延迟时间: T pdo ——晶体管本征延迟时间; UL ——最大逻辑摆幅,即最大电源电压; Cg ——扇出栅电容(负载电容); Cw ——内连线电容; Ip ——晶体管峰值电流。

常用数字芯片型号解读

常用数字芯片型号解读 逻辑电平有:TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVDS、GTL、BTL、ETL、GTLP;RS232、RS422、RS485等。 图1-1:常用逻辑系列器件 TTL:Transistor-Transistor Logic CMOS:Complementary Metal Oxide Semicondutor LVTTL:Low Voltage TTL LVCMOS:Low Voltage CMOS ECL:Emitter Coupled Logic, PECL:Pseudo/Positive Emitter Coupled Logic LVDS:Low Voltage Differential Signaling GTL:Gunning Transceiver Logic BTL:Backplane Transceiver Logic ETL:enhanced transceiver logic GTLP:Gunning Transceiver Logic Plus TI的逻辑器件系列有:74、74HC、74AC、74LVC、74LVT等 S - Schottky Logic LS - Low-Power Schottky Logic CD4000 - CMOS Logic 4000 AS - Advanced Schottky Logic 74F - Fast Logic ALS - Advanced Low-Power Schottky Logic HC/HCT - High-Speed CMOS Logic BCT - BiCMOS Technology AC/ACT - Advanced CMOS Logic FCT - Fast CMOS Technology ABT - Advanced BiCMOS Technology LVT - Low-Voltage BiCMOS Technology LVC - Low Voltage CMOS Technology LV - Low-Voltage CBT - Crossbar Technology ALVC - Advanced Low-Voltage CMOS Technology AHC/AHCT - Advanced High-Speed CMOS CBTLV - Low-Voltage Crossbar Technology ALVT - Advanced Low-Voltage BiCMOS Technology AVC - Advanced Very-Low-Voltage CMOS Logic TTL器件和CMOS器件的逻辑电平 :逻辑电平的一些概念 要了解逻辑电平的内容,首先要知道以下几个概念的含义: 1:输入高电平(Vih):保证逻辑门的输入为高电平时所允许的最小输入高电平,当输入电平高于Vih时,则认为输入电平为高电平。 2:输入低电平(Vil):保证逻辑门的输入为低电平时所允许的最大输入低电平,当输入电平低于Vil时,则认为输入电平为低电平。 3:输出高电平(Voh):保证逻辑门的输出为高电平时的输出电平的最小值,逻辑门的输出为高电平时的

数字集成电路总结

数字集成电路基础学习总结

第一章数字电子技术概念 1.1 数字电子技术和模拟电子技术的区别 模拟信号:在时间上和数值上均作连续变化的电路信号。 数字信号:表示数字量的信号,一般来说数字信号是在两个稳定状态之间作阶跃式变化的信号,它有电位型和脉冲型两种表达形式:用高低不同的电位信号表示数字“1”和“0”是电位型表示法;拥有无脉冲表示数字“1”和“0”是脉冲型表示法。 数字电路包括:脉冲电路、数字逻辑电路。数字电路的特点:1)小、轻、功耗低2)抗干扰力强3)精度高 按电路组成的结构可分立元件电路 集成电路 数数字电路分类 小规模 按集成度的大小来分中规模 大规模 超大规模 双极型电路 按构成电路的半导体器件来分 单极型电路 组合逻辑电路 按电路有记忆功能来分 1.2 1.3 三极管:是一种三极(发射极E、基极B(发射结、集电结)半导体器件,他有NPN和PNP两种,可工作在截止、放大、饱和三种工作状态。 电流公式:I(E)=I(B)+I(C) 放大状态:I(C)=βI(B) 饱和状态:I(C)< βI(B) 1.4 数制,两要素基数 权 二进制,十进制,十六进制之间的转换: 二进制转换成十进制:二进制可按权相加法转化成十进制。 十进制转换成二进制:任何十进制数正数的整数部分均可用除2取余法转换成二进制数。 二进制转化成八进制:三位一组分组转换。 二进制转换成十六进制:四位一组分组转换。 八进制转换成十六进制:以二进制为桥梁进行转换。 1.5 码制 十进制数的代码表示法常用以下几种:8421BCD码、5421BCD码、余3BCD码。 8421BCD码+0011=5421BCD码 第二章逻辑代数基础及基本逻辑门电路

数字集成电路教学大纲

《数字集成电路》课程教学大纲 课程代码:060341001 课程英文名称:digital integrated circuits 课程总学时:48 讲课:44 实验:4 上机:0 适用专业:电子科学与技术 大纲编写(修订)时间:2017.05 一、大纲使用说明 (一)课程的地位及教学目标 数字集成电路是为电子科学与技术专业开设的学位课,该课程为必修专业课。课程主要讲授CMOS数字集成电路基本单元的结构、电气特性、时序和功耗特性,以及数字集成电路的设计与验证方法、EDA前端流程等。在讲授基本理论的同时,重在培养学生的设计思维以及解决实际问题的能力。通过本课程的学习,学生将达到以下要求: 1.掌握CMOS工艺下数字集成电路基本单元的功能、结构、特性; 2.掌握基于HDL设计建模与仿真、逻辑综合、时序分析;熟悉Spice模型; 3.具备将自然语言描述的问题转换为逻辑描述的能力; 4. 具有解决实际应用问题的能力。 (二)知识、能力及技能方面的基本要求 1.基本知识:CMOS数字集成电路设计方法与流程;CMOS逻辑器件的静态、动态特性和Spice 模型;数字集成电路的时序以及互连线问题;半导体存储器的种类与性能;数字集成电路低功耗解决方法以及输入输出电路;数字集成电路的仿真与逻辑综合。 2.基本理论和方法:在掌握静态和动态CMOS逻辑器件特性基础上,理解CMOS数字集成电路的特性和工作原理;掌握真值表、流程图/状态机、时序图的分析方法和逻辑设计的基本思想。 3.基本技能:掌握器件与系统的建模仿真方法;具备逻辑描述、逻辑与时序电路设计能力;熟悉电路验证与综合软件工具。 (三)实施说明 1.教学方法:课堂讲授中要重点对基础概念、基本方法和设计思路的讲解;采用启发式教学,培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力;引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识,培养学生的自学能力;增加习题和讨论课,并在一定范围内学生讲解,调动学生学习的主观能动性;注意培养学生提高利用网络资源、参照设计规范及芯片手册等技术资料的能力。讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。 2.教学手段:本课程属于技术基础课,在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段,以确保在有限的学时内,全面、高质量地完成课程教学任务。 3.计算机辅助设计:要求学生采用电路建模语言(SPICE/HDL)和仿真模拟工具软件进行电路分析与设计验证;采用逻辑综合工具软件进行电路综合;采用时序分析工具进行时序验证。(四)对先修课的要求 本课程主要的先修课程有:大学物理、电路、线性电子线路、脉冲与逻辑电路、EDA技术与FPGA应用、微机原理及应用,以及相关的课程实验、课程设计。 (五)对习题课、实践环节的要求 1.对重点、难点章节(如:MOS反相器静态特性/开关特性和体效应、组合与时序MOS电路、动态逻辑电路、数字集成电路建模与仿真验证、数字集成电路逻辑综合)应安排习题课,例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识,用以解决实际问题为目的。 2.课后作业要少而精,内容要多样化,作业题内容必须包括基本概念、基本理论及分析设

数字集成电路必备考前复习总结

Digital IC:数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路 或系统 第一章引论 1、数字IC芯片制造步骤 设计:前端设计(行为设计、体系结构设计、结构设计)、后端设计(逻辑设计、电路设计、版图设计) 制版:根据版图制作加工用的光刻版 制造:划片:将圆片切割成一个一个的管芯(划片槽) 封装:用金丝把管芯的压焊块(pad)与管壳的引脚相连 测试:测试芯片的工作情况 2、数字IC的设计方法 分层设计思想:每个层次都由下一个层次的若干个模块组成,自顶向下每个层次、每个模块分别进行建模与验证 SoC设计方法:IP模块(硬核(Hardcore)、软核(Softcore)、固核(Firmcore))与设计复用Foundry(代工)、Fabless(芯片设计)、Chipless(IP设计)“三足鼎立”——SoC发展的模式 3、数字IC的质量评价标准(重点:成本、延时、功耗,还有能量啦可靠性啦驱动能力啦 之类的) NRE (Non-Recurrent Engineering) 成本 设计时间和投入,掩膜生产,样品生产 一次性成本 Recurrent 成本 工艺制造(silicon processing),封装(packaging),测试(test) 正比于产量 一阶RC网路传播延时:正比于此电路下拉电阻和负载电容所形成的时间常数 功耗:emmmm自己算 4、EDA设计流程 IP设计系统设计(SystemC)模块设计(verilog) 综合 版图设计(.ICC) 电路级设计(.v 基本不可读)综合过程中用到的文件类型(都是synopsys版权): 可以相互转化 .db(不可读).lib(可读) 加了功耗信息

常用数字集成电路管脚排列及逻辑符号

常用数字集成电路管脚排列及逻辑符号
图 D-1 74LS00 四 2 输入与非门
图 D-2 74LS01 四 2 输入与非门(OC)
图 D-3 74LS02 四 2 输入或非门
图 D-4 74LS04 六反相器
图 D-5 74LS08 四 2 输入与门
图 D-6 74LS10 三 3 输入与非门
图 D-7 74LS20 双 4 输入与非门
图 D-8
R
74LS32 四 2 输入或门
S
Q
S R Q
R Q S
R
S
Q
图 D-9 74LS54 4 路 2-2-2-2 输入与或非门
图 D-10 74LS74 双上升沿 D 型触发器
图 D-11 74LS86 四 2 输入异或门
图 D-12
74LS112 双下降沿 J-K 触发器

图 D-13 74LS126 四总线缓冲器
图 D-14
74LS138 3 线-8 线译码器
图 D-15 74LS148 8 线-3 线优先编码器
图 D-16 74LS151 8 选 1 数据选择器
图 D-17 74LS153 双 4 选 1 数据选择器
图 D-18 74LS161 4 位二进制同步计数器
图 D-19 74LS194 4 位双向移位寄存器
图 D-20 74LS196 二-五-十进制计数器
图 D-21 74LS283 4 位二进制超前进位全加器
图 D-22
74LS290 二-五-十进制计数器
图 D-23
CD4011B 四 2 输入与非门
图 D-24 CD4081 四 2 输入与门

数字电路常用芯片应用设计

74ls138 摘要: 74LS138 为3 -8 线译码器,共有54/74S138和54/74LS138 两种线路结构型式,其中LS是指采用低功耗肖特基电路. 引脚图: 工作原理: 当一个选通端(G1)为高电平,另两个选通端(/(G2A)和/(G2B))为低电平时,可将地址端(A、B、C)的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。利用G1、/(G2A)和/(G2B)可级联扩展成24 线译码器;若外接一个反相器还可级联扩展成32 线译码器。若将选通端中的一个作为数据输入端时,74LS138还可作数据分配器。 内部电路结构:

功能表真值表: 简单应用:

74ls139: 74LS139功能: 54/74LS139为2 线-4 线译码器,也可作数据分配器。其主要电特性的典型值如下:型号54LS139/74LS139 传递延迟时间22ns 功耗34mW 当选通端(G1)为高电平,可将地址端(A、B)的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。若将选通端(G1)作为数据输入端时,139 还可作数据分配器。 74ls139引脚图:

引出端符号: A、B:译码地址输入端 G1、G2 :选通端(低电平有效) Y0~Y3:译码输出端(低电平有效74LS139内部逻辑图:

74LS139真值表: 74ls164: 164 为8 位移位寄存器,其主要电特性的典型值如下:54/74164 185mW 54/74LS164 80mW当清除端(CLEAR)为低电平时,输出端(QA -QH)均为低电平。串行数据输入端(A,B)可控制数据。当A、B任意一个为低电平,则禁止新数据输入,在时钟端(CLOCK)脉冲上升沿作用下Q0 为低电平。当A、B 有一个为高电平,则另一个就允许输入数据,并在CLOCK 上升沿作用下决定Q0 的状态。 引脚功能: CLOCK :时钟输入端CLEAR:同步清除输入端(低电平有效)A,B :串行数据输入端QA-QH:输出端 (图1 74LS164封装图)

《数字集成电路基础》试题D

《数字集成电路基础》试题D (考试时间:120分钟) 班级: 姓名: 学号: 成绩: 一、填空题(共30分) 1. 当PN 结外加正向电压时,PN 结中的多子______形成较大的正向电流。 2. NPN 型晶体三极管工作在饱和状态时,其发射结和集电结的外加电压分别处于_ _____偏置和_______偏置。 3. 逻辑变量的异或表达式为:_____________________B A =⊕。 4. 二进制数A=1011010;B=10111,则A -B=_______。 5. 组合电路没有______功能,因此,它是由______组成。 6. 同步RS 触发器的特性方程为:Q n+1 =______,其约束方程为:______。 7. 将BCD 码翻译成十个对应输出信号的电路称为________,它有___个 输入端,____输出端。 8. 下图所示电路中,Y 1 Y 3 =______。 二、选择题(共 20分) 1. 四个触发器组成的环行计数器最多有____个有效状态。 A.4 B. 6 C. 8 D. 16 2. 逻辑函数D C B A F +=,其对偶函数F * 为________。 A .( )()D C B A ++ B. ()()D C B A ++ C. ()()D C B A ++ 3. 用8421码表示的十进制数65,可以写成______。 A .65 B. [1000001]BCD C. [01100101]BCD D. [1000001]2 1 A B 3

4. 用卡诺图化简逻辑函数时,若每个方格群尽可能选大,则在化简后的最简表达式 中 。 A .与项的个数少 B . 每个与项中含有的变量个数少 C . 化简结果具有唯一性 5. 已知某电路的真值表如下,该电路的逻辑表达式为 。 A .C Y = B. A B C Y = C .C AB Y += D .C C B Y += 三、化简下列逻辑函数,写出最简与或表达式:(共20分) 1. 证明等式:AB B A B A B A +?=+ 2. Y 2=Σm (0,1,2,3,4,5,8,10,11,12) 3. Y 3=ABC C AB C B A C B A +++? 四、分析设计题 (共 30分)

各种集成电路介绍

第一节三端稳压IC 电子产品中常见到的三端稳压集成电路有正电压输出的78××系列和负电压输出的79××系列。故名思义,三端IC是指这种稳压用的集成电路只有三条引脚输出,分别是输入端、接地端和输出端。它的样子象是普通的三极管,TO-220的标准封装,也有9013样子的TO-92封装。 用78/79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少,电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路,使用起来可靠、方便,而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压,如7806表示输出电压为正6V,7909表示输出电压为负9V。 78/79系列三端稳压IC有很多电子厂家生产,80年代就有了,通常前缀为生产厂家的代号,如TA7805是东芝的产品,AN7909是松下的产品。(点击这里,查看有关看前缀识别集成电路的知识) 有时在数字78或79后面还有一个M或L,如78M12或79L24,用来区别输出电流和封装形式等,其中78L调系列的最大输出电流为100mA,78M系列最大输出电流为1A,78系列最大输出电流为1.5A。它的封装也有多种,详见图。塑料封装的稳压电路具有安装容易、价格低廉等优点,因此用得比较多。79系列除了输出电压为负。引出脚排列不同以外,命名方法、外形等均与78系列的相同。 因为三端固定集成稳压电路的使用方便,电子制作中经常采用,可以用来改装分立元件的稳压电源,也经常用作电子设备的工作电源。电路图如图所示。 注意三端集成稳压电路的输入、输出和接地端绝不能接错,不然容易烧坏。一般三端集成稳压电路的最小输入、输出电压差约为2V,否则不能输出稳定的电压,一般应使电压差保持在4-5V,即经变压器变压,二极管整流,电容器滤波后的电压应比稳压值高一些。 在实际应用中,应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器(当然小功率的条件下不用)。当稳压管温度过高时,稳压性能将变差,甚至损坏。 当制作中需要一个能输出1.5A以上电流的稳压电源,通常采用几块三端稳压电路并联起来,使其最大输出电流为N个1.5A,但应用时需注意:并联使用的集成稳压电路应采用同一厂家、同一批号的产品,以保证参数的一致。另外在输出电流上留有一定的余量,以避免个别集成稳压电路失效时导致其他电路的连锁烧毁。 第二节语音集成电路 电子制作中经常用到音乐集成电路和语言集成电路,一般称为语言片和音乐片。它们一般都是软包封,即芯片直接用黑胶封装在一小块电路板上。语音IC一般还需要少量外围元件才能工作,它们可直接焊到这块电路板上。

常用数字集成电路资料.

CD4000 双3输入端或非门+单非门TI CD4001 四2输入端或非门 HIT/NSC/TI/GOL CD4002 双4输入端或非门NSC CD4006 18位串入/串出移位寄存 器NSC CD4007 双互补对加反相器NSC CD4008 4位超前进位全加器NSC CD4009 六反相缓冲/变换器NSC CD4010 六同相缓冲/变换器NSC CD4011 四2输入端与非 门HIT/TI CD4012双4输入端与非门NSC CD4013双主-从D型触发器 FSC/NSC/TOS CD4014 8位串入/并入-串出移位寄存器NSC CD4015 双4位串入/并 出移位寄存器TI CD4016 四传输门FSC/TI CD4017 十进制计数/分配器 FSC/TI/MOT CD4018可预希9 1/N计数器NSC/MOT CD4019四与或选择器PHI CD4020 1 4级串行二进制计数/分频器FSC CD4021 08位串入/并入-串出移位寄存器 PHI/NSC CD4022 八进9计数/分配器NSC/MOT 型号器件名称厂牌备注CD4023 三3输入端与非门NSC/MOT/TI CD4024 7级二进制串行计数/分频器NSC/MOT/TI CD4025 三3输入端或非门NSC/MOT/TI CD4026 十进9计数/7段译码器 NSC/MOT/TI CD4027 双J-K 触发器NSC/MOT/TI CD4028 BCD 码十进制译码器 NSC/MOT/TI CD4029 可预置可逆计数器NSC/MOT/TI CD4030 四异或门 NSC/MOT/TI/GOL CD4031 64 位串入/串出移位存储器NSC/MOT/TI CD4032 三串行加法器NSC/TI CD4033 十进制计数/7段译码器NSC/TI CD4034 8位通用总线寄 存器NSC/MOT/TI CD4035 4 位并入/串入-并出/串出移位寄存NSC/MOT/TI CD4038 三串行加法器NSC/TI CD4040 12级二进制串行计数/分频器NSC/MOT/TI CD4041 四同相/反相缓冲器NSC/MOT/TI CD4042四锁存D型触发器NSC/MOT/TI CD4043 4三态R-S锁存触发器("1"触发NSC/MOT/TI CD4044四三态R-S锁存触发器("0"触 发NSC/MOT/TI CD4046 锁相环NSC/MOT/TI/PHI CD4047 无稳态/单稳态多谐振荡器NSC/MOT/TI 型号器件名称厂牌备注CD4048 4输入端可扩展多功能门 NSC/HIT/TI CD4049 六反相缓冲/变换器NSC/HIT/TI CD4050 六同相缓冲/变换器 NSC/MOT/TI CD4051 八选一模拟开关NSC/MOT/TI CD4052 双4选1模拟开关 NSC/MOT/TI CD4053 三组二路模拟开关NSC/MOT/TI CD4054 液晶显示驱动器 NSC/HIT/TI CD4055 BCD-7 段译码/液晶驱动器NSC/HIT/TI CD4056 液晶显示驱动器NSC/HIT/TI CD4059 “N分频计数器NSC/TI CD4060 14级二进制串行计数/分频 器NSC/TI/MOT CD4063 四位数字比较器NSC/HIT/TI CD4066 四传输门 NSC/TI/MOT CD4067 16 选1模拟开关NSC/TI CD4068 八输入端与非门/与门

常用数字芯片大全

产品 型号规格性能说明型号规格性能说明 名称 74LS SN74LSOO四2输入与非门SN74LSO1四2输入与非门 SN74LSO2四2输入与非门SN74LS03四2输入与非门 SN74LS04六反相器SN74LS05六反相器 SN74LS06六反相缓冲器/驱动器SN74LS07六缓冲器/驱动器 SN74LS08四2输入与非门SN74LS09四2输入与非门 SN74LS10三3输入与非门SN74LS11三3输入与非门 SN74LS12三3输入与非门SN74LS13三3输入与非门 SN74LS14六反相器.斯密特触发SN74LS15三3输入与非门 SN74LS16六反相缓冲器/驱动器SN74LS17六反相缓冲器/驱动器 SN74LS20双4输入与门SN74LS21双4输入与门 SN74LS22双4输入与门SN74LS25双4输入与门 SN74LS26四2输入与非门SN74LS27三3输入与非门 SN74LS28四输入端或非缓冲器SN74LS30八输入端与非门 SN74LS32四2输入或门SN74LS33四2输入或门 SN74LS37四输入端与非缓冲器SN74LS38双2输入与非缓冲器 SN74LS40四输入端与非缓冲器SN74LS42BCD-十进制译码器 SN74LS47BCD-七段译码驱动器SN74LS48BCD-七段译码驱动器SN74LS49BCD-七段译码驱动器SN74LS51三3输入双与或非门 SN74LS54四输入与或非门SN74LS55四4输入与或非门 SN74LS63六电流读出接口门SN74LS73双J-K触发器 SN74LS74双D触发器SN74LS754位双稳锁存器 SN74LS76双J-K触发器SN74LS78双J-K触发器 SN74LS83双J-K触发器SN74LS854位幅度比较器 SN74LS86四2输入异或门SN74LS884位全加器 SN74LS904位十进制波动计数器SN74LS918位移位寄存器 SN74LS9212分频计数器SN74LS93二进制计数器 SN74LS965位移位寄存器SN74LS954位并入并出寄存器 SN74LS109正沿触发双J-K触发器SN74LS107双J-K触发器 SN74LS113双J-K负沿触发器SN74LS112双J-K负沿触发器 SN74LS121单稳态多谐振荡器SN74LS114双J-K负沿触发器 SN74LS123双稳态多谐振荡器SN74LS122单稳态多谐振荡器 SN74LS125三态缓冲器SN74LS124双压控振荡器 SN74LS1313-8线译码器SN74LS126四3态总线缓冲器 SN74LS13313输入与非门SN74LS132二输入与非触发器 SN74LS137地址锁存3-8线译码器SN74LS136四异或门 SN74LS139双2-4线译码-转换器SN74LS1383-8线译码/转换器 SN74LS14710-4线优先编码器SN74LS145BCD十进制译码/驱动器SN74LS153双4选1数据选择器SN74LS1488-3线优先编码器 SN74LS155双2-4线多路分配器SN74LS1518选1数据选择器 SN74LS157四2选1数据选择器SN74LS1544-16线多路分配器 SN74LS160同步BDC十进制计数器SN74LS156双2-4线多路分配器

数字集成电路基础试题E

《数字集成电路基础》试题E (考试时间:120分钟) 班级:姓名:学号:成绩: 一、填空题(共30分) 1.PN结具有单向导电性。正向偏置时,多子以 __________________运动为主, 形成正向电流;反向偏置时,少子____________________运动,形成反向饱电流。 2.双极型晶体三极管输出特性曲线的三个工作区是放大区、_____、___ __。 3.已知三态与非门输出表达式C AB F? =,则该三态门当控制信号C为___电平时,输出为高阻态。 4.十进制数211转换成二进制数是______;十六进制数是_______。 5.将若干片中规模集成电路计数器串联后,总的计数容量为每片计数容量的__ __。 6.若用触发器组成某十一进制加法计数器,需要____个触发器,有__个无 效状态。 7.同步RS触发器的特性方程为Q n+1=____________;约束方程为_______ __。8.下图所示电路中,Y1=__________;Y2=___________ _;Y3=____________。 二、选择题(共 18分) 1. 下列函数中,是最小项表达式形式的是_________。 A. Y=A+BC B. Y=ABC+ACD C. C B A C B A Y+ ? = D. BC A C B A Y+ ? = 2.要实现n 1 n Q Q= +,JK触发器的J、K取值应为_____。 A. J=0,K=0 B. J=0,K=1 C. J=1,K=0 D. J=1,K=1 3.数值[375]10与下列哪个数相等___。 A. [111011101]2 B. [567]8 C. [11101110]BCD D. [1F5]16 4.属于组合逻辑电路的是___________ A.触发器 B. 全加器 C. 移位寄存器 D. 计数器 B 2 B V CC Y1

常用数字集成电路管脚图

实验室提供的常用TTL 器件如下: 附录:常用数字集成电路管脚排列及逻辑符号 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y 4A 4B 4Y 3A 3B 3Y GND V 图D-1 74LS00四2输入与非门 图D-2 74LS01四2输入与非门(OC ) 8 9 10 11 1 2 12 13 3 14 4 5 6 7 4Y GND 4A 5Y 6A 6Y 5A V CC 1A 1Y 2A 2Y 3A 3Y 。 1。 1 。 1 。 1 。 1 。 1 图D-3 74LS02四2输入或非门 图D-4 74LS04六反相器 8 910 11 121213 314 4567GND & & & & 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y 4A 4B 4Y 3A 3B 3Y V CC 8 9 10 11 1212 13 314 4567 1C 1Y 3C 3B 3A 3Y 1A 1B 2A 2B 2C 2Y GND Vcc 。&&&。。 图D-5 74LS08四2输入与门 图D-6 74LS10三3输入与非门 8 9 10 11 1111 2 2 3 3 4 4 5 6 7 Vcc 2D 2C 2B 2A 2Y 1A 1B 1C 1D 1Y GND 。 &。 & N N 1A 1B 2Y 2A 2B 3Y 3A 3B 4Y 4A 4B GND V CC 8 9 10 11 1111 2 2 3 3 4 4 5 6 7 1Y 1 1 1 1 ≥≥≥≥ 图D-7 74LS20双4输入与非门 图D-8 74LS32四2输入或门

8 9 10 11 1212 13 314 45 6 7 ≥1 。 A C D E F N GND N N B H G Y V CC D R S D Q 2D R 1 1D 1CP 1 1Q 1 S D Q GND D Q CP 8 9 10 11 1111 2 2 3 3 4 4567 Q O O D Q CP Q O O D R D S D D R S Vcc 2 2D 2CP 2 2Q 图D-9 74LS54 4路2-2-2-2输入与或非门 图D-10 74LS74双上升沿D 型触发器 1A 1B 2Y 2A 2B 3Y 3A 3B 4Y 4A 4B GND V CC 8 9 10 11 1111 2 2 3 3 4 4 5 6 7 1Y =1 =1 =1 =1 9 10 11 1111 2 2 3 3 4 45678 115 6 Vcc D 2R D 22K 21J 22Q 1R CP CP 1K 1J S D 11Q 1Q 2Q GND K J CP D D Q Q R S S D 。 。 。。。 。 K CP J D R D S Q Q 图D-11 74LS86四2输入异或门 图D-12 74LS112双下降沿J-K 触发器 8 9 10 11 1 2 12 13 3 14 4 5 6 7 GND 1E 1A 1Y 2E 2A 2Y 4E 4A 4Y 3E 3A 3Y V CC EN 1EN 1 EN 1 EN 1 9 10 11 111122 3 3 4 4 5 6 7 8 115 6 Y 0 Vcc Y Y Y Y Y Y 1 2 3 4 5 6 S S Y GND 3 2 1 S A A A 012 7Y 0 Y Y Y Y Y 1 2 3 45 S S Y S A A 12 71 3 2 A 0 Y 6。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 图D-13 74LS126四总线缓冲器 图D-14 74LS138 3线-8线译码器 9 10 11 1212 13 314 4567815 16 I 4。I 0 GND V CC I 5I 6I 7I 0 I 1 I 2 I 3 Y 0 Y 1Y 2Y S Y EX S I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 Y 0 Y 1 Y 2 Y S Y EX S(E)。。。。。。 。。。。。。。 9 10 11 111122 3 3 4 4 5 6 7 8 115 6D 4V C C D D D A A A 56 7 1 2 GND D D D 321D 4D D D A A 56701D W D D 2 1 D 3A 2S ( E ) W S (E )D 0W W 。 。 图D-15 74LS148 8线-3线优先编码器 图D-16 74LS151 8选1数据选择器 9 10 11 1 2 12 13 314 45678 15 16 1D 3GND V CC 1D 21D 11D 0A 0 A 11W 2S 2D 3 2D 2 2D 1 2D 0 2W . . 。 。 A 0 2S 2D 32D 2 2D 1 2D 02W 1D 3 1D 2 1D 1 1D 0 A 11W A 0A 1 1S 9 10 11 12 13 123 14 45678 16 15 GND CR LD CP ENT O O Q CC Q 0Q 1Q 2 Q 3 D 0D 1 D 2D 3ENP D 0D 1D 2D 3ENP V CC Q CC Q 0 Q 1 Q 2 Q 3 ENT LD CP CR 图D-17 74LS153双4选1数据选择器 图D-18 74LS161 4位二进制同步计数器 9 10 11 1212 13 314 45678 15 16 CR GND V CC D SR M 1 CP Q 4 Q 3 M 0 D L D 4Q 1 Q 2 D 3D 2D 1CR Q Q Q Q CP 1 2 3 4 S 1 S 0 D SR D D D D D L 。 1 2 3 4 8 9 10 11 111122 3 34 45 6 7 CT/LD Qc C A QA V CC Q D D B Q B Cr QD Q B QB Qc C A QA CPB GND C r CP A CP B CT /LD CP A 。 。 。 图D-19 74LS194 4位双向移位寄存器 图D-20 74LS196二-五-十进制计数器

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档