3.1 概述

由第2章可知,实现基本逻辑运算和常用的复合逻辑运算的电子电路称为逻辑门电路,如与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门和同或门等。逻辑门电路是构成数字电路的基本单元之一。

目前使用的集成门电路有以下两类:一类是用双极型晶体管构成的电路;另一类是用MOS管构成的集成门电路。

常用的双极型晶体管逻辑电路有以下几类。

1)晶体管-晶体管逻辑(Transistor Transistor Logic,TTL)电路。TTL电路具有中等开关速度,每级门的传输延迟时间大约为3~7ns(1ns=10-9s),扇出系数(带同类门的个数)一般为8,电路的功耗较大(5~10mW)。TTL电路的性价比较理想,在数字系统中,TTL电路得到广泛使用。

2)射极耦合逻辑(Emitter Coupled Logic,ECL)电路。电路特点是速度快,电路速度可达ns量级;功耗大;负载能力强;抗干扰能力弱;具有互补输出。

双极性晶体管逻辑电路还有高阈值逻辑(High Threshold Logic,HTL)电路和集成注入逻辑(Integrated Injection Logic,I2L)电路。

3)MOS逻辑(Metal Oxide Semiconductor Logic,MOSL)电路,按沟道类型来分,有N沟道和P沟道;按工作类型来分,有耗尽型和增强型;按栅极材料来分,有铝栅和硅栅。

根据集成电路规模的大小,通常将它们分为小规模集成电路(Small Scale Integration,SSI)(含逻辑门数小于10门的集成电路)、中规模集成电路(Medium Scale Integration,MSI)(含逻辑门数10~99门的集成电路)、大规模集成电路(Large Scale Integration,LSI)(含逻辑门数100~9999门的集成电路)和超大规模集成电路(Very Large Scale Integration,VLSI)(含逻辑门数大于10000门的集成电路)。