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數字電子技術(shù)基礎學(xué)習筆記
數字電子技術(shù)基礎學(xué)習筆記
一、 正邏輯與負邏輯
◆ 正邏輯
門(mén)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(mén)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(gè)邏輯門(mén)電路，在正邏輯定義下如實(shí)現與門(mén)功能，在負邏輯定義下則實(shí)現或門(mén)功能。數字系統設計中，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，因而在大多數領(lǐng)域里迅速取代了分立器件組成的數字電路。在數字集成電路發(fā)展的歷史過(guò)程中，首先得到推廣應用的是雙極型的TTL電路。
然而，TTL電路存在著(zhù)一個(gè)嚴重的缺點(diǎn)就是功耗比較大。所以用TTL電路只能做成小規模集成電路(Small Scale Integration,簡(jiǎn)稱(chēng)SSI，其中僅包含10個(gè)以?xún)鹊拈T(mén)電路)和中規模集成電路(Medium Scale Integration,簡(jiǎn)稱(chēng)MSI，其中包含10~100個(gè)門(mén)電路)，而無(wú)法制作成大規模集成電路(Large Scale Integration,簡(jiǎn)稱(chēng)LSI，其中包含1000~10000個(gè)門(mén)電路)和超大規模集成電路(Very Large Scale Integration,簡(jiǎn)稱(chēng)VLSI，其中包含10000個(gè)以上的門(mén)電路)。CMOS集成電路最突出的優(yōu)點(diǎn)在于功耗極低，所以非常適合于制作大規模集成電路。隨著(zhù)CMOS制作工藝的不斷進(jìn)步，無(wú)論在工作速度還是在驅動(dòng)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(shí)可高達數千伏，若將這個(gè)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，應注意以下幾點(diǎn)：
�、� 在存儲和運輸CMOS器件時(shí)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。
�、� 組裝、調試時(shí)，應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選用無(wú)靜電的原料制作。
�、� 不用的輸入端不應懸空。
2、輸入電路的過(guò)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，所以在可能出現較大輸入電流的場(chǎng)合必須采取以下保護措施：
�、� 輸入端接低內阻信號源時(shí)，應在輸入端與信號源之間串進(jìn)保護電阻，保證輸入保護電路中的二極管導通時(shí)電流不超過(guò)1mA。
�、� 輸入端接有大電容時(shí)，亦應在輸入端與電容之間接入保護電阻。
�、� 輸入端接長(cháng)線(xiàn)時(shí)，應在門(mén)電路的輸入端接入保護電阻。
四、CMOS數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(mén)電路
1、TTL門(mén)電路采用雙極型三極管作為開(kāi)關(guān)器件。一個(gè)獨立的雙極型三極管由管芯、三個(gè)引出電極和外殼組成。三個(gè)電機分別稱(chēng)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(shí)有電子和空穴兩種載流子參與導電過(guò)程，故稱(chēng)這類(lèi)三極管為雙極型三極管(Bipolar Junction Transistor,簡(jiǎn)稱(chēng)BJT)。
反相器是TTL集成門(mén)電路中電路結構最簡(jiǎn)單的一種，這種類(lèi)型電路的輸入端和輸出端均為三極管結構，所以稱(chēng)為三極管-三極管邏輯電路(Transistor-Transistor Logic),簡(jiǎn)稱(chēng)TTL電路。和CMOS電路中的OD輸出結構門(mén)電路類(lèi)似，在TTL電路中也有一種集電極開(kāi)路(Open Collector)輸出結構的門(mén)電路。
2、TTL數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(chēng)它為T(mén)TL基本系列。后又相繼生產(chǎn)了74H、74L、74S、74LS、74AS、74ALS、74F等改進(jìn)系列。
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