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CMOS逻辑电路,CMOS标准逻辑电路是什么?

信息来源:本站 日期:2017-08-17 

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CMOS规范逻辑

CMOS规范逻辑的历史与MOS型半导体的开展历史有着亲密的关系。图11.l示出规范逻辑IC从降生到开展的树状生长过程。规范逻辑IC大致能够分为用双极工艺制造的TTL( Transistor  Transistor Logic)、ECL( Emitter  CoupledLogic)产品群以及CMOS产品群。近年来,呈现了具有双极和CMOS特性的BiC-MOS,不过BiCMOS的根底是双极。

这些产品群在根本逻辑动作方面是相同的,不过在信号处置速度、工作请求的功率、后级衔接器件的驱动才能等方面各有不同。    图11.2示出各种规范逻辑IC的年表。规范逻辑IC作为可以有效完成电子计算机的器件,产生于20世纪60年代。当时的规范逻辑是由p型晶体管或者n型晶体管,以及二极管和电阻的集成构成的。制造工艺是双极( Bipolar)工艺。



典型的74型TTL规范逻辑降生于美国。这种系列产品对功用、规格以及电极配置等实行规范化,并在世界的半导体公司中公开,积极地提供技术和辅佐,成为真正的全球性的规范。规范化的IC型号是74xxx,统一以数字74打头,后接的数字定义为逻辑电路的功用。       进入20世纪70年代,所谓不工作时功耗接近零的CMOS规范逻辑降生了。RCA公司开发的产品命名为4000系列,它的特性是从3V到18V之间的任何电压下都能够工作。而当时的TTL系列器件只能在5V电源工作。缺陷是工作速度比TTL慢约10倍。但是作为器件显现出诱人的魅力,在不怎样需求高速工作的民用设备、产业用控制设备、接近人机界面局部等范畴有普遍的应用价值。

4000系列中不只有逻辑电路,具有CMOS电路特性的模仿开关等器件也相继降生。
CMOS规范逻辑中,进步了工作速度的74C/40H系列于70年代后期商品化。在80年代的前半期,74HC系列疾速被美国JEDEC规范委员会规范化。这样,74HC系列就确立了不只在CMOS,也包含双极的规范逻辑1C中的中心位置

74系列型的特性是,同系列的产品换代,lC的功用和管脚衔接不改动,总能确保高位的互换性。例如,7400的2输入4电路的NAND电路,能够很容易地换为74LS00。TTL系列的器件被说成是规范逻辑的代名词,就是基于这种构造。
CMOS型从40H/74C系列开端进入TTL的产品换代进程。由于因循了74系列的特性,所以加速了CMOS化的进程。
它的应用范围没有停留在以电池为电源的电子设备中,在信息通讯范畴、以至请求高质量、高牢靠性的产业用设备中也被大量采用。由于74HC市场的不时延伸,使CMOS规范逻辑IC的需求到1990年前后逆转了TTL的需求。
图11.3示出CMOS与TTL各种系列产品的传输延迟时间(开关速度/响应速度)与耗费功率的关系。关于逻辑lC来说,由于请求高速功耗小,所以TTL需求向更低功耗的产品开展,而CMOS则要面对更高速化产品的挑战。


图11.4示出规范逻辑lC的变化过程。大的趋向有两个。 一个个是TTL发挥的市场,即信息通讯/高速,高驱动才能范畴;另一个是CMOS发源的市场,即民用产业/低功耗,高工作余量范畴。它们都遵照低电压、高速化的市场趋向停止系列的世代交替。最近,运用1. 8V电源的应用在增加。在这个工作范畴中,目前只要CMOS产品。