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數(shù)字集成電路的應(yīng)用模式
數(shù)字集成電路的應(yīng)用模式
摘 要 數(shù)字集成電路集中于半導(dǎo)體芯片，其是元器件及其連線的結(jié)合，是一種數(shù)字邏輯電路系統(tǒng)。
數(shù)字集成電路包括一系列的門電路、器件數(shù)量等，我們將數(shù)字集成電路分為小規(guī)模集成電路、中規(guī)模集成電路、大規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路及其特大規(guī)模集成電路。
關(guān)鍵詞 數(shù)字集成電路 CMOS數(shù)字集成電路 邏輯功能 內(nèi)部設(shè)計 注意事項
1關(guān)于數(shù)字集成電路邏輯功能及其內(nèi)部設(shè)計的分析
日常生活中的數(shù)字集成電路產(chǎn)品是非常多的，通過對其電路結(jié)構(gòu)的分析，可以分為TTL系列及其MOS系列。
TTL數(shù)字集成電路進(jìn)行了電子及其空穴載流子的導(dǎo)電，我們稱之為雙極性電路。
MOS數(shù)字集成電路進(jìn)行了載流子導(dǎo)電電路的應(yīng)用，其中的電子導(dǎo)電部分，我們稱之為NMOS 電路，將那種空穴導(dǎo)電電路稱之為PMOS電路。
PMOS電路及其NMOS的組合電路，我們稱之為CMOS電路。
相對于TTL數(shù)字集成電路，CMOS數(shù)字集成電路具備良好的應(yīng)用優(yōu)勢，其工作電源的電壓范圍比較寬，并且其靜態(tài)功耗水平比較低，其抗干擾能力比較強(qiáng)，具備較高的輸入阻抗，并且其應(yīng)用成本比較低。
介于這些優(yōu)勢，CMOS數(shù)字集成電路得到了廣泛的應(yīng)用。
在日常生活中，數(shù)字集成電路的品種是非常多的，包括門電路、計數(shù)器、觸發(fā)器、編譯碼器、存儲器等。
我們可以將數(shù)字邏輯電路分為時序邏輯電路及其組合邏輯電路。
在組合邏輯電路的分析中，任意時刻的輸出取決于其當(dāng)時的輸入，這跟電路的工作狀態(tài)沒有關(guān)系。
比較常見的組合邏輯電路有編碼器、譯碼器及其數(shù)據(jù)選擇器。
在時序邏輯電路中，任意時刻的輸出取決于該時刻的輸入，與電路的原先狀態(tài)存在聯(lián)系。
時序邏輯電路具備記憶的功能，其內(nèi)部含有存儲單元電路，比較常見的時序邏輯電路有移位寄存器、計數(shù)器等。
實際上，不同組合的邏輯電路及其時序邏輯電路是非常多的，其應(yīng)用比較廣泛，并且有很多標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的集成電路產(chǎn)品，我們把這些產(chǎn)品稱之為通用集成電路。
我們把那些專門用途設(shè)計制作的集成電路稱之為專用集成電路。
數(shù)字電路是由組合邏輯及其寄存器構(gòu)成的，組合邏輯是由基本門組成的函數(shù)，其輸出與當(dāng)前的輸入存在關(guān)系。
比如組合邏輯的邏輯計算。
時序電路包含基本門，也包括一系列的存儲元件，進(jìn)行過去信息的保存。
時序電路的穩(wěn)態(tài)輸出與當(dāng)前的輸入有關(guān)，跟過去的輸入狀態(tài)也有關(guān)。
時序電路在進(jìn)行邏輯運算的同時，也會進(jìn)行處理結(jié)果的存儲，從而方便下一次的運算。
從功能上來說，數(shù)字集成電路分為數(shù)據(jù)通路及其控制邏輯部分。
這些部分都由一系列的時序邏輯電路構(gòu)成，都是同步的時序電路，時序電路被多個觸發(fā)器及其寄存器分為若干的節(jié)點。
這些觸發(fā)器在時鐘控制下會進(jìn)行同樣節(jié)拍的工作，從而進(jìn)行設(shè)計的簡化。
2 CM0S系列集成電路的一般特性與方式
(1)CMOS系統(tǒng)集成電路是數(shù)字集成電路的主流模式。
其集成電路的工作電源電壓范圍是3～18V，74HC系列是2～6V，黨電源電壓VDD=5V時，其CMOS電路的靜態(tài)功耗分別為：中規(guī)模集成電路類是25～100�%eW，緩沖器及其觸發(fā)器類是5～20�%eW，門電路類是2.5～5�%eW，其輸入阻抗非常高，CMOS電路幾乎沒有驅(qū)動電路功率的消耗。
該電路也具備良好的抗干擾能力，其電源電壓的允許范圍比較大，其輸出高低電平的擺幅也比較大，其抗干擾能力非常強(qiáng)，其噪音容限值也非常的大，其電源電壓越高，其噪聲容限值非常的大，CMOS電路電源的利用系數(shù)非常的高。
CMOS數(shù)字集成電路也具備良好的扇出能力，在進(jìn)行低頻工作時，其輸出端可以進(jìn)行50個數(shù)量以上的CMOS器件的驅(qū)動，其也具備良好的抗輻射能力。
CMOS管是一種多數(shù)載流子受控導(dǎo)電器件，針對載流子濃度，射線輻射的影響不大。
CMOS電路特別適合于進(jìn)行航天、衛(wèi)星等條件下的工作。
CMOS集成電路的功耗水平比較低，其內(nèi)部發(fā)熱量比較小，集成度非常的高，電路自身是一種互補對稱結(jié)構(gòu)，環(huán)境溫度的不斷變化，其參數(shù)會進(jìn)行相互補償，因此，能夠保證良好的溫度穩(wěn)定性。
(2)相對于TTL集成電路，CMOS集成電路的制造工藝更加的簡單，其進(jìn)行硅片面積的占用也比較小，比較適合于進(jìn)行大規(guī)模及其超大規(guī)模集成電路的制造及其應(yīng)用。
在CMOS電路的應(yīng)用過程中，不能進(jìn)行多余輸入端的懸空，否則就可能導(dǎo)致靜電感應(yīng)的較高電壓的產(chǎn)生，從而導(dǎo)致器件的損壞情況，這些多余的輸入端需要進(jìn)行YSS的接入，或者實現(xiàn)與其它輸入端進(jìn)行并聯(lián)，這需要針對實際情況做好相關(guān)的決定。
CMOS電路輸入阻抗水平是比較高的，容易受到靜電感應(yīng)發(fā)生擊穿情況，為了滿足實際工作的要求，我們需要做好靜電屏蔽工作。
在CMOS電路焊接過程中，需要做好焊接時間的控制，保證焊接工具的良好應(yīng)用，進(jìn)行焊接溫度的良好控制。
3結(jié)語
在數(shù)字集成電路的設(shè)計過程中，很多標(biāo)準(zhǔn)通用單元得到積累，比如選擇器、比較器、乘法器、加法器等，這些單元電路的形狀規(guī)則更加方便集成，這說明數(shù)字電路在集成電路中得到更好的發(fā)展及其應(yīng)用，這是數(shù)字集成電路應(yīng)用體系的主要工作模式。
參考文獻(xiàn)
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