數字電路及其應用(二)

　　現在數字集成電路產(chǎn)品已完全取代了早期分立元件組成的數字電路。數字電路產(chǎn)品的種類(lèi)愈來(lái)愈多，其分類(lèi)方法也有多種。若按用途來(lái)分，可分成通用型的IC（中、小規模IC）產(chǎn)品，微處理（MPU）產(chǎn)品和面向特定用途的IC產(chǎn)品三大類(lèi)?？删幊踢壿嬈骷翘囟ㄓ猛井a(chǎn)品的一個(gè)重要分支。若按邏輯功能來(lái)分，可以分成組合邏輯電路，簡(jiǎn)稱(chēng)組合電路，如各種門(mén)電路，各種編譯碼器；時(shí)序邏輯電路，簡(jiǎn)稱(chēng)為時(shí)序電路，如各種觸發(fā)器、各種計數器、各種寄存器等。若按電路結構來(lái)分，可分成TTL型和CMOS型兩大類(lèi)。
　　
　　常見(jiàn)的TTL54/74系列，有如下的共同的特性：電源電壓為5.0V，邏輯“0”輸出電壓為≤0.2V，邏輯“1”輸出電壓為≥3.0V和抗擾度為1.0V。
　　
　　CMOS數字集成電路比TTL型占有更多的優(yōu)點(diǎn)，前者的工作電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗低、抗干擾能力強、輸入阻抗高、成本低等。所以電子鐘表、電子計算器等均用了該種電路。鑒于此，以后介紹數字集成電路時(shí)，主要以CMOS型為實(shí)例。
　　
　　CMOS數字集成電路品種繁多，包括了各種門(mén)電路、編譯碼器、觸發(fā)器、計數器和存貯器等上百種器件。
　　
二、CMOS集成電路的應用
　　
1.常用特性　

　?。?）工作電源電壓。常用的CMOS集成電路工作電壓范圍為3～18V（也有7～15V的，如國產(chǎn)的C000系列），因此使用該種器件時(shí)，電源電壓靈活方便，甚至未加穩壓的電源也可使用。

　?。?）供電引腳。CMOS集成電路外加供電時(shí)其引腳如圖5所示。

　?。?）輸入阻抗高。CMOS電路的輸入端均有保護二極管和串聯(lián)電阻構成的保護電路，在正常工作范圍內，保護二極管均處于反向偏置狀態(tài)，直流輸入阻抗取決于這些二極管的泄漏電流。通常情況下，等效輸入電阻大于108Ω，因此驅動(dòng)CMOS集成電路時(shí)，所消耗的驅動(dòng)功率幾乎可以不計。

　?。?）輸出電流。CMOS集成電路的輸出電流（指內部各獨立功能的輸出端）一般是10mA，所以使用時(shí)應加推動(dòng)級輸出，但輸出端若連接CMOS電路時(shí)（即扇出能力），因CMOS電路的輸入阻抗高，對于低頻工作時(shí)，一個(gè)輸出端可以帶動(dòng)50個(gè)以上輸入端，實(shí)際上幾乎不需考慮扇出功能的限制。

　?。?）抗干擾能力強。CMOS電路抗干擾能力是指電路在干擾噪聲的作用下，能維持電路原來(lái)的邏輯狀態(tài)并正確進(jìn)行狀態(tài)的轉換。電路的抗干擾能力通常以噪聲容限來(lái)表示，即直流電壓噪聲容限、交流（指脈沖）噪聲容限和能量噪聲（指輸入端積累的噪聲能量）三種。直流噪聲容限可達電源電壓的40％以上，所以使用的電源電壓越高，抗干擾能力越強。這是工業(yè)中使用CMOS邏輯電路時(shí)，都采用較高的供電電壓的原因。TTL相應的噪聲容限只有0.8V（因TTL工作電壓為5V）。

　?。?）說(shuō)明。目前市場(chǎng)上數字電路產(chǎn)品進(jìn)口的較多，產(chǎn)品型號的前綴為公司代號，如MC、CD、μPD、HFE分別代表摩托羅拉半導體（MOTA）、美國無(wú)線(xiàn)電（RCA）、日本電氣（NEC）、菲力蒲等公司。各產(chǎn)品的后綴相同的型號均可互換。
　　
　　為了引起初學(xué)者的興趣，筆者以下介紹時(shí)，先從應用電路切入，同時(shí)介紹它們的使用方法，以便能快速掌握它們的應用。

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