数字电子技术第二讲.ppt

集成电路工艺特征尺寸 单个芯片上的晶体管数 集成电路芯片面积 集成电路的电源电压 集成电路的时钟频率 平均每个晶体管价格 集成电路发展的规模 集成电路发展 2.5 MOS型门电路 《数字电子技术》 图2.5.3 带缓冲级的CMOS与非门 2.4 MOS型门电路 《数字电子技术》 三、CMOS或非门（P串N并） 图2.4.4 CMOS或非门 缺陷？ 1 X RON RX RX ROFF 2.5 MOS型门电路 《数字电子技术》 图2.5.5 带缓冲级的CMOS或非门 2.5 MOS型门电路 《数字电子技术》 四、CMOS传输门和双向模拟开关 图2.5.6 CMOS传输门电路及逻辑符号 S D D S VI/VO VO/VI 导通时电阻为一常数，百欧级 2.5 MOS型门电路 《数字电子技术》 图2.5.7 CMOS传输门的应用之一——CMOS模拟开关 2.5 MOS型门电路 《数字电子技术》 CMOS传输门特点： ◆ 当C接低电平， 接高电平时，传输门断开； ◆ 当C接高电平， 接低电平时，或者VTP导通，或者VTN导通，或者二者同时导通，传输门导通； ◆ 由于二管为对称结构，所以源漏极可互换； ◆ 当传输门导通时，当一管导通电阻减小，则另一管导通电阻就增加，由于两管并联运行，可近似认为开关的导通电阻近似为一个常数，约几百欧姆，后接运放等输入阻抗较大的器件时可忽略不计； ◆ 当传输门导通时，可直接传输模拟信号，作模拟开关使用，可广泛地用于采样－保持、数/模和模/数转换、斩波等电路中。 2.5 MOS型门电路 《数字电子技术》 五、CMOS集成门电路的特点 （一）与TTL集成电路相比，CMOS电路具有如下特点： （1）静态功耗低。 例：电源电压VDD＝5V时，MSI电路的静态功耗100mW，比较适于LSI电路。 （2）电源电压范围宽。 例：CC4000系列VDD为3～18V。 （3）输入阻抗高。 例：正常工作的CMOS集成电路工作频率较低时直流输入阻抗100MΩ。 2.5 MOS型门电路 《数字电子技术》 （4）扇出能力强。 例：低频工作时，一个输出端可驱动50个以上的CMOS器件的输入端。 （5）抗干扰能力强。 例：CMOS集成电路的电压噪声容限可达电源电压的45％，而且高低电平噪声容限基本相等。 （6）逻辑摆幅大。 例：空载时输出高电平VOH=(VDD-0.05V)－VDD，输出低电平VOL=VSS－(VSS+0.05V)。 （7）温度稳定性好，且有较强的抗辐射能力。 （8）集成度高，功耗低，成本低。 2.5 MOS型门电路 《数字电子技术》 （二）CMOS电路的不足： （1）4000系列的工作速度一般比TTL电路低。 （2）功耗随频率的升高而显著增大。 2.6 TTL电路与CMOS电路的接口电路 《数字电子技术》 §2.6 TTL电路与CMOS电路的接口电路 当需要将TTL门与CMOS门两种器件互相连接时，驱动门与负载门之间必须满足以下关系： 驱动门 负载门 VOH(min)≥VIH(min) （1） VOL(max)≤VIL(max) （2） — IOH(max) ≥nIIH(max) （3） IOL(max) ≥ — mIIL(max) （4） 其中：n和m分别表示负载电流中IIH、IIL的个数。 2.6 TTL电路与CMOS电路的接口电路 《数字电子技术》 表2.6.1 TTL、CMOS电路的输入、输出特性参数 P 2.6 TTL电路与CMOS电路的接口电路 《数字电子技术》 一、用TTL电路驱动CMOS电路 例：用TTL电路驱动4000和74HC系列CMOS电路 74HCT? 图2.6.1 用接入上拉