增强型 MOS 管的开关特性回顾

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增强型 MOS 管的开关特性回顾. 增强型 NMOS 管的开启电压 V TH 和 V GS 为 正 极性电压 增强型 PMOS 管的开启电压 V TH 和 V GS 为 负 极性电压. 3.3.2 CMOS 门电路. 一、 CMOS 反相器的电路结构及工作原理. (Complementary MOS-- 互补 MOS 电路 ). N 沟道管开启电压 V GS(th)N 记为 V TN ; P 沟道管开启电压 V GS(th)P 记为 V TP ; 假设: |V TP |= V TN =V TH ; 要求满足 V DD ≥ V TN +|V TP |; - PowerPoint PPT Presentation

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增强型 MOS 管的开关特性回顾

工作状态 条 件 特 点

截 止 区 VGS<VTH iD≈0, 截止电阻 109Ω 以上

导通

可变电阻区 VGS>VTH, VGD>VTH

RON 是 VGS 的函数 , 即 VGS 不变 , RON 也为定值 , VDS 增大 , iD 也增大 , 沟道完整

恒 流 区 VGS>VTH, VGD<VTH

iD 是 VGS 的函数 , VDS 对 iD 影响很小 , 沟道夹断 , 线性放大区

增强型 NMOS 管的开启电压 VTH 和 VGS 为正 极性电压

增强型 PMOS 管的开启电压 VTH 和 VGS 为负 极性电压

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3.3.2 CMOS 门电路

一、 CMOS 反相器的电路结构及工作原理

N 沟道管开启电压 VGS(th)N 记为 VTN; P 沟道管开启电压 VGS(th)P 记为 VTP;

假设: |VTP|= VTN=VTH ; 要求满足 VDD≥VTN+|VTP|;

输入低电平 VIL=0V ; 高电平 VIH=VDD;

( 1 )输入为低电平 0V 时; VGS2=0V , T2 截止;VGS1=-VDD , T1 导通; VO=VDD 高电平 ; iD ≈0 。

( 2 )输入为高电平 VDD 时; VGS1=0V , T1 截止;VGS2=VDD , T2 导通; VO=0V 低电平 ; iD ≈ 0 。

(Complementary MOS-- 互补 MOS 电路 )

在正常工作状态, T1 与 T2 轮流导通,即所谓互补状态,静态电流 iD≈0 ;并且,输入端静态输入电流≈ 0 ;静态功耗非常小!

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二、电压传输特性和电流传输特性

1. 电压传输特性

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2. 电流传输特性在动态情况下,电路状态会通过 BC 段,使动态功耗不为 0 ;而且输入信号频率越高,动态功耗越大,这成为限制电路扇出系数的主要因素。

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三、输入噪声容限

称为输入噪声容限,允许输入的变化范围在输出变化允许范围内

基本不变;的一定范围内,和偏离在 OILIHI VVVV

(max)(max)

(min)(min)

OLILNL

IHOHNH

VVV

VVV

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结论 : 可以通过提高 VDD 来提高噪声容限

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一、输入特性由于 MOS 管栅极绝缘,输入电流恒为 0 ,但 CMOS 门输入端接有保护电路,从而输入电流不为 0 。

由曲线可看出 , 输入电压在 0~VDD 间变化时 , 输入电流为 0; 当输入电压大于 VDD+0.7V 时 , 二极管 D1 导通 ; 当输入电压小于 -0.7V 时 , 二极管D2 导通。

3.3.3 CMOS 反相器的静态输入特性和输出特性

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P3.14 以下为 CMOS 门电路,问输出逻辑是什么?

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二、输出特性

1. 输出低电平

VDD 增加 , 相当于 VGSN 增加 , 沟道变宽 , 导通电阻变小 , 使得输出低电平随负载电流的变化就越小 , 即输出电阻小 , 带负载能力加强。

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2. 输出高电平

VDD 增加 , 相当于 VGSP 增加 , 沟道变宽 , 导通电阻变小 , 使得输出低电平随负载电流的变化就越小 , 即输出电阻小 , 带负载能力加强。

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3.3.5 其他类型的 CMOS 门电路

1. 与非门

2. 或非门

一、其他逻辑功能的 CMOS 门电路VDD

Y

A

B

VDD

Y

B

A

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2RON T2 和 T4 导通11

RON T3 导通01

RON T1 导通10

RON/2 T1 和 T3 导通00

RO( 与非 ) 状态 BA

设: MOS 管的导通电阻为 RON 、门电路的输出电阻为 RO

0

1

1

1

Y

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带缓冲级的 CMOS 门电路

与非门:

或非门 + 缓冲器 = 与非门

输出电阻随输入组合不同而变化 , 使输出特性不一致 , 给器件的使用带来了麻烦 ; 此外输入状态还会影响这两个门的电压传输特性。使用带缓冲级的门电路可以克服上述缺点。

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二、漏极开路门电路( OD: Open Drain )

特点 :1. 增大带负载能力2. 高电平转换3.OD 门输出端可以直接并联

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OD 门特点 :

4. 输出端并联可以实现”线与”逻辑

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负载电阻 RL 的取值

注 : IIH 指 CMOS 反相器输入高电平时的负载电流(漏电流)

IRL

(1)

DD

O OH

CC RL L IH(min)

RL OH IH

IH(min)L

OH IH

V = V :

V - I R V

I = nI + mI

V - VR

nI + mI

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只有一个门输出低电平是最不利情况 The

Worst Case

注 : IIL 指 CMOS 反相器输入低电平时的负载电流(漏电流)

m=m’ 指的是输入端的数量

(2)

'

O OL

RL IL OL(max)

DD OLRL

L

DD OLL

OL(max) IL

V = V :

I m I I

V VI =

R

V VR

I m I

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四、三态输出门电路

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工作状态 条 件 特 点

截 止 区 VGS<VTH iD≈0, 截止电阻 109Ω 以上

导通

可变电阻区 VGS>VTH, VGD>VTH

RON 是 VGS 的函数 , 即 VGS 不变 , RON 也为定值 , VDS 增大 , iD 也增大 , 沟道完整

恒 流 区 VGS>VTH, VGD<VTH

iD 是 VGS 的函数 , VDS 对 iD 影响很小 , 沟道夹断 , 线性放大区

增强型场效应管工作状态及条件

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三、 CMOS 传输门和双向模拟开关1. 传输门C=0 时,传输门截止,输出为高阻状态;C=1 时,传输门导通, VO = VI 。

VTP VTN

VDD0V

N 沟道管导通 P 沟道管导通

VI

单管工作的缺点是:1. 有死区;2. 导通电阻随输入电压变化很大。

I DD TN

GDN GN I DD I GN DD

TN GDN DD 1

TP I DD

GDP GP I I GP

TP GDP DD 2

I DD 1 2

当0<ν <V -V ,

V =V -v =V -v,(V =V )

V <V <V ,T导通,可变电阻区

当V <v <V ,

V =V -v =0-v,(V =0)

V <V <V ,T导通,可变电阻区

v在0-V 之间变换时,T和T至少有一个导通,并且工作都在可变电阻区。

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2. 双向模拟开关

TG

LO I TG I

L TG

I

TG

设:传输门导通电阻R

R则: v = v=K v

R +R

相当于将v这个模拟电压,经过一个传输系数K 后,传递到输出端。

型号 CD4016

其它符号

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3.3.6 CMOS 电路的正确使用(1)多余输入端的处理。 CMOS电路的输入端不允许悬空,因为悬空会使电位不定,破坏正常的逻辑关系。另外,悬空时输入阻抗高,易受外界噪声干扰,使电路产生误动作,而且也极易造成栅极感应静电而击穿。所以“与”门,“与非”门的多余输入端要接高电平,“或”门和“或非”门的多余输入端要接低电平。若电路的工作速度不高,功耗也不需特别考虑时,则可以将多余输入端与使用端并联。

(2)输入端的静电防护。虽然各种CMOS输入端有抗静电的保护措施,但仍需小心对待,在存储和运输中最好用金属容器或者导电材料包装,不要放在易产生静电高压的化工材料或化纤织物中。组装、调试时,工具、仪表、工作台等均应良好接地。要防止操作人员的静电干扰造成的损坏,如不宜穿尼龙、化纤衣服,手或工具在接触集成块前最好先接一下地。对器件引线矫直弯曲或人工焊接时,使用的设备必须良好接地。

等等

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具有相同逻辑功能的 TTL集成电路和 CMOS集成电路由于电路结构不同,性能上也有很大差异。具体比较如下:

1. CMOS集成电路的输入阻抗很高,可达 108Ω以上,且频率不高情况下,电路的带负载能力比 TTL集成电路强。

2. CMOS集成电路的导通电阻比 TTL集成电路的导通电阻大得多,所以 CMOS

集成电路的工作速度比 TTL集成电路慢。3. CMOS集成电路电源电压范围为 3~ 18V,这使输出电压摆幅大,因此其干扰能力比 TTL集成电路强,与严格限制电源电压的 TTL集成电路要优越的多。

4. CMOS集成电路静态时栅机电流几乎为 0,因此功耗比 TTL电路功耗小。5. CMOS集成电路内部电路功耗小,发热量小,所以 CMOS集成电路集成度比

TTL集成电路集成度高。6. CMOS集成电路的稳定性能好,抗辐射能力强,可在特殊情况下工作。7. 由于 CMOS集成电路的输入阻抗很高,使其容易受静电感应而击穿,虽然制作集成电路时在其内部设置了保护电路,但在存放和使用时应注意静电屏蔽,焊接时电烙铁应注意良好的接地,尤其是 CMOS集成电路不用的多于输入端不能悬空,应根据需要接地或接电源。 TTL集成电路一般不需要考虑静电感应和屏蔽的问题,不用的多余输入端可以悬空。

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7404: 六反相器

H: High-speedC: CMOS A: AdvancedT: TTL CompatibleLV: Low-Voltage

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3.4.1 PMOS

1. 负电源供电2. 工作速度低,器件几何尺寸大

等效电路

VI

-VDD

VO

3.4 其他类型的 MOS 集成电路

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VDD

VO

VI

3.4.2 NMOS

1. 正电源供电2. 工作速度快,器件几何尺寸小

等效电路

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输入低电平时输入端等效电路

DC

R1

4k

R2

1.6k

VCC

VIL0.2V

bc2

T1

Ic

Ib

IBS= ( VCC-VCES ) /βRC≈0RC≈∞

IB= ( VCC-VBE-VIL ) /R1=1mA

返回

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输入高平时输入端等效电路

DC

R1 4k

VIH3.4V

T1

Ib

be2

be5

2.1V

Vcc

原来的 be 结反偏,而 bc 结正偏如同将发射极和集电极调换了 . 所以,称之为“倒置”,其实质是工作在放大状态,只是放大倍数很小, βR(1/β)在 0.01 数量级上。

返回

IB=(VCC-2.1)/R1≈0.75mA

IE= IB/β=7.5 uA

IC=IB+IE≈IB

IE

IC

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不同电路标准的高低电平范围

返回TTL

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TTL门电路输入端负载特性计算

1.43

P P PI CC BE1

P 1 P P

OFF I

IL

ON I

IH

R R RV = (V - V ) = (5 - 0.7) = 4.3

R + R R + 4 R + 4k

0.7R = 0.7kΩ : V = 4.3 = 0.64V

0.7 + 4V (0 0.64V)

2R : V = 2kΩ = 4.3 = 1.43V

2 + 4V ( V)

返回

等效高电平 , 和高电平效果相同 , 但不允许直接输入此电平作为高电平 !

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课 后 习 题题 [3.4]

Page 34: 增强型 MOS 管的开关特性回顾

题 [3.7](a)

A’

B’

C’

Y’

1 1 1 0

A’

B’

C’

Y’

(Y’)’=A’B’C’=(A+B+C)’

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题 [3.12] (1)VI ,悬空:T饱和导通(戴维南等效 VE =1.1V , RE=5.4K , IB=0.074mA , IBS=0.047mA , Vo<= 0.3V.

(2) VI=0V,T 截止 ,Vo 输出高电平 .

(3) VI=5V,

T饱和导通(戴维南等效 VE =2.3V, RE=3.7K ) IB=0. 43mA,

IBS=0.047mA,Vo<= 0.3V.

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题 [3.13]

Page 37: 增强型 MOS 管的开关特性回顾
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题 [3.14] 以下为 TTL门电路,问输出逻辑(输入端负载特性)

Page 39: 增强型 MOS 管的开关特性回顾

题 [3.15]以下为 CMOS 门电路,问输出逻辑

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题 [3.16/17] 输入输出特性,扇出系数原理:无论是输出高电平还是低电平,都应该提供负载门电路足够的驱动电流;应该将高电平输出和低电平输出分别考虑;注意,当输出低电平驱动负载时,每种负载门输入电流的算法 ( 和输入端结构有关 ): 对于与和与非负载门,应按门数;对于或和或非门,应按输入端数算。1.

2.

O OL

OL(max)1

IL

O OH

OH(max)2

IH

1 2

V = V

I 16mAn = = 10

I 1.6mA

V = V

I 0.4n = = 5

2I 2 0.04

n = min(n ,n ) = 5

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题 [3.18] 输入端负载特性,前提: TTL 与非门电路题 [3.19] 输入端负载特性,前提: TTL 或非门电路题 [3.20]前提: CMOS 门电路

(1)VI1悬空(2)VI1 接低电平 (0.2 V)(3)VI1 接高电平 (3.2 V)(4)VI1经 50欧姆接地(5)VI1经 10k欧姆接地

答案 [3.18] 输入端负载特性(1) 1.4 (2)0.2 (3)1.4 (4)0.05≈0 (5)1.4

答案 [3.20] 各种情况 VI2=0 。因 VI2支路无电流

答案 [3.19] 都为 1.4V ,因为或逻辑输入电路之间无约束关系

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题 [3.23]

开路门外接电阻的计算,同样有输出低电平时,驱动电流问题

(min)

(max)

(max)

- -

- -

- -

CC OHL

OH IH

CC OLL

OL IL

L

L

V V 5 3.2R = 4.3kΩ

3I 6I 3 0.1 6 0.02

V V 5 0.4R = = 0.68kΩ

I 3I 8 3 0.4

R

R

选择的大,则电路速度会降低选择的小,则电路静态功耗会增加

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题 [3.26] 开路门外接电阻的计算 (TTL 门电路 )三极管的作用,以及要达到的效果-逻辑传递

2. ,

(1)

(2)

(3) .7

O OH

CS CC OLBS IL

C

CC BEB OH BS

B

CC BEB

BS OH

V = V

I V - V1I = = ( + 5 I )

β β R

1 5 - 0.3= ( + 5 1.6) = 0.09mA

100 4.7V - V

I = I (50μA) I = 0.14R

V - V 4.3R = = 30 kΩ

I + I 0.14

要使三极管饱和导通注意 : 三极管集电极饱和电流 ICS

1. OC

5 0.3(1)

16

(2) 7* 5 4.7*7*0.04 3.684 3.5v V V

O OL

CC OLOL B

B

c CC C IH OH

V = V

V - V -I (max) R = 0.29kΩ

R

= V - R *( I ) > V (min)

,三极管肯定截止,但注意 门的带负载能力,及高电平驱动电流

Page 44: 增强型 MOS 管的开关特性回顾

题 [3.27] 此接口电路参数选择是否合理

注意 : 三极管集电极饱和电流 ICS

Page 45: 增强型 MOS 管的开关特性回顾

题 [3.27] 理论依据 : 电平逻辑可以正确传递 ,驱动电流是否满足要求

(2) 当 CMOS 或非门输出高电平 , 接口电路:

OH BEB

B O

CC CESBS IL

C CES

V - V 4.95 - 0.7I = = = 0.128mA

R + R 33 + 0.2

V - V1 1 5 - 0.1I = + 6I = + 6 1.6 = 0.3mA

β R + R 40 2 + 0.02( ) ( )

(1) 当 CMOS 或非门输出低电平 , 接口电路:三极管截止, VC=VCC-6IIHRC=4.5V , ( 输出高电平 )

三极管工作在不饱和状态 , 电路参数选择不合理。

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题 [3.28]TTL IOL=8mA, T5 截止电流 50uA , CMOS IIH=IIL=1uA

1. 高电平输入 VIH 为 4V显然 TTL 门输出为高阻状态(即高电平输出也截止) , 此时总负载电流包括 T5 截止的漏电流和 CMOS

门的负载电流 ; 此电流由 VDD 通过 RL 供给 , 所以此时 RL 不能过大。

2. 低电平输入时,要求所有电流不能超过 TTL 门驱动电流,所以此时 RL 不能过小。

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题 [3.29] 下列那些门输出端可以直接并联

(1)具有推拉式输出的 TTL 电路;

(2)TTL 电路的 OC 门;

(3)TTL 电路的三态输出门;

(4)普通的 CMOS 门;

(5) 漏极开路的 CMOS 门;

(6)CMOS 电路的三态输出门;

1 、 4 不可,其余均可

Page 48: 增强型 MOS 管的开关特性回顾

练习题 , 以下扩展方式是否合适, CMOS 门电路(a) ABCDE (b) EDCBA

(c) DEFABC FEDCBA (d)

Page 49: 增强型 MOS 管的开关特性回顾

均不可。 (a) (d)同理 ,当与门输入低电平时输出不能保证低电平, 因为二极管的电压偏移作用; (b) (c) 同理,当或门输入低电平时输出却为高电平,输 入端负载特性。

练习题 , 以下扩展方式是否合适, TTL 门电路

Page 50: 增强型 MOS 管的开关特性回顾

7400 2输入端四与非门7401 集电极开路 2输入端四与非门7402 2输入端四或非门7403 集电极开路 2输入端四与非门7404 六反相器7405 集电极开路六反相器7406 集电极开路六反相高压驱动器7407 集电极开路六正相高压驱动器 7408 2输入端四与门7409 集电极开路 2输入端四与门 7410 3输入端 3与非门74107 带清除主从双 J-K触发器74109 带预置清除正触发双 J-K触发器7411 3输入端 3与门74112 带预置清除负触发双 J-K触发器7412 开路输出 3输入端三与非门74121 单稳态多谐振荡器74122 可再触发单稳态多谐振荡器74123 双可再触发单稳态多谐振荡器74125 三态输出高有效四总线缓冲门74126 三态输出低有效四总线缓冲门7413 4输入端双与非施密特触发器74132 2输入端四与非施密特触发器74133 13输入端与非门

74136 四异或门74138 3-8线译码器 / 复工器74139 双 2-4线译码器 / 复工器7414 六反相施密特触发器74145 BCD— 十进制译码 /驱动器7415 开路输出 3输入端三与门74150 16 选 1 数据选择 /多路开关74151 8 选 1 数据选择器74153 双 4 选 1 数据选择器74154 4线— 16线译码器74155 双 2-4 译码器 / 数据分配器74156 开路输出双 2-4 译码器 / 数据分配器74157 同相输出四 2 选 1 数据选择器74158 反相输出四 2 选 1 数据选择器7416 开路输出六反相缓冲 /驱动器74160 可预置 BCD异步清除计数器74161 可予制四位二进制异步清除计数器74162 可预置 BCD同步清除计数器74163 可予制四位二进制同步清除计数器74164 八位串行入 /并行输出移位寄存器74165 八位并行入 / 串行输出移位寄存器74166 八位并入 / 串出移位寄存器74169 二进制四位加 / 减同步计数器7417 开路输出六同相缓冲 /驱动器

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74170 开路输出 4×4 寄存器堆74173 三态输出四位 D 型寄存器74174 带公共时钟和复位六 D触发器74175 带公共时钟和复位四 D触发器74180 9位奇数 / 偶数发生器 / 校验器74181 算术逻辑单元 / 函数发生器74185 二进制— BCD 代码转换器74190 BCD同步加 / 减计数器74191 二进制同步可逆计数器74192 可预置 BCD 双时钟可逆计数器74193 可预置四位二进制双时钟可逆计数器74194 四位双向通用移位寄存器74195 四位并行通道移位寄存器74196 十进制 / 二 - 十进制可预置计数锁存器74197 二进制可预置锁存器 / 计数器7420 4输入端双与非门7421 4输入端双与门7422 开路输出 4输入端双与非门74221 双 / 单稳态多谐振荡器74240 八反相三态缓冲器 /线驱动器74241 八同相三态缓冲器 /线驱动器74243 四同相三态总线收发器74244 八同相三态缓冲器 /线驱动器74245 八同相三态总线收发器

74247 BCD—7 段 15V输出译码 /驱动器74248 BCD—7 段译码 / 升压输出驱动器74249 BCD—7 段译码 /开路输出驱动器74251 三态输出 8 选 1 数据选择器74253 三态输出双 4 选 1 数据选择器74256 双四位可寻址锁存器74257 三态原码四 2 选 1 数据选择器74258 三态反码四 2 选 1 数据选择器74259 八位可寻址锁存器 /3-8线译码器7426 2输入端高压接口四与非门74260 5输入端双或非门74266 2输入端四异或非门7427 3输入端三或非门74273 带公共时钟复位八 D触发器74279 四图腾柱输出 S-R 锁存器7428 2输入端四或非门缓冲器74283 4位二进制全加器74290 二 / 五分频十进制计数器74293 二 / 八分频四位二进制计数器74295 四位双向通用移位寄存器74298 四 2输入多路带存贮开关74299 三态输出八位通用移位寄存器7430 8输入端与非门7432 2输入端四或门

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74322 带符号扩展端八位移位寄存器74323 三态输出八位双向移位7433 开路输出 2输入端四或非缓冲器74347 BCD—7 段译码器 /驱动器74352 双 4 选 1 数据选择器 / 复工器 74353 三态输出双 4 选 1 数据选择器74365 门三态输出六同相线驱动器74365 门三态输出六同相线驱动器74366 门三态输出六反相线驱动器74367 4/2线三态六同相线驱动器74368 4/2线三态六反相线驱动器7437 开路输出 2输入端四与非缓冲器74373 三态同相八 D 锁存器74374 三态反相八 D 锁存器74375 4位双稳态锁存器74377 单边输出公共使能八 D 锁存器74378 单边输出公共使能六 D 锁存器74379 双边输出公共使能四 D 锁存器7438 开路输出 2输入端四与非缓冲器74380 多功能八进制寄存器7439 开路输出 2输入端四与非缓冲器74390 双十进制计数器74393 双四位二进制计数器7440 4输入端双与非缓冲器

7442 BCD— 十进制代码转换器74352 双 4 选 1 数据选择器 / 复工器 74353 三态输出双 4 选 1 数据选择器 / 复工器74365 门使能输入三态输出六同相线驱动器74366 门使能输入三态输出六反相线驱动器74367 4/2线使能输入三态六同相线驱动器74368 4/2线使能输入三态六反相线驱动器7437 开路输出 2输入端四与非缓冲器74373 三态同相八 D 锁存器74374 三态反相八 D 锁存器74375 4位双稳态锁存器74377 单边输出公共使能八 D 锁存器74378 单边输出公共使能六 D 锁存器74379 双边输出公共使能四 D 锁存器7438 开路输出 2输入端四与非缓冲器74380 多功能八进制寄存器7439 开路输出 2输入端四与非缓冲器74390 双十进制计数器74393 双四位二进制计数器7440 4输入端双与非缓冲器7442 BCD— 十进制代码转换器74447 BCD—7 段译码器 /驱动器

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7445 BCD— 十进制代码转换 /驱动器74450 16:1多路转接复用器多工器74451 双 8:1多路转接复用器多工器74453 四 4:1多路转接复用器多工器7446 BCD—7 段低有效译码 /驱动器74460 十位比较器74461 八进制计数器74465 三态同相 2与使能端八总线缓冲器74466 三态反相 2与使能八总线缓冲器74467 三态同相 2使能端八总线缓冲器74468 三态反相 2使能端八总线缓冲器74469 八位双向计数器7447 BCD—7 段高有效译码 /驱动器7448 BCD—7 段译码器 /内部上拉输出驱动74490 双十进制计数器74491 十位计数器74498 八进制移位寄存器7450 2-3/2-2输入端双与或非门74502 八位逐次逼近寄存器74503 八位逐次逼近寄存器7451 2-3/2-2输入端双与或非门74533 三态反相八 D 锁存器 74534 三态反相八 D 锁存器7454 四路输入与或非门

74540 八位三态反相输出总线缓冲器7455 4输入端二路输入与或非门74563 八位三态反相输出触发器74564 八位三态反相输出 D触发器74573 八位三态输出触发器74574 八位三态输出 D触发器74645 三态输出八同相总线传送接收器 74670 三态输出 4×4 寄存器堆7473 带清除负触发双 J-K触发器7474 带置位复位正触发双 D触发器7476 带预置清除双 J-K触发器7483 四位二进制快速进位全加器7485 四位数字比较器7486 2输入端四异或门7490 可二 / 五分频十进制计数器7493 可二 / 八分频二进制计数器7495 四位并行输入 \输出移位寄存器7497 6位同步二进制乘法器

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The 4000 series is the general classification referring to the industry standard integrated circuits which implement a variety of logic functions using CMOS technology. They were introduced by RCA as CD4000 COS/MOS in 1968, as a lower power and more versatile alternative to the 7400 series of TTL logic chips.[1] Almost all IC manufacturers active during the era fabricated chips from this series. RCA sometimes advertised the line as COSMOS, standing for Complimentary Symmetry Metal Oxide Semiconductor.

Initially, the 4000 series was slower than the popular 7400 TTL chips, but had the advantage of much lower power consumption, the ability to operate over a much wider range of supply voltages (3V to 15V), and simpler circuit design due to the vastly increased fanout. However their slower speed (initially only capable of about 1 MHz operation, compared with TTL's 10 MHz) meant that their applications were limited to static or slow speed designs. Later, new fabrication technology largely overcame the speed problems, while retaining backward compatibility with most circuit designs. Although all semiconductors can be damaged by electrostatic discharge, the high impedance of CMOS inputs made them more susceptible than bipolar, TTL, devices. Eventually, the advantages of CMOS (especially the later series such as 74HC) edged out the older TTL chips, but at the same time ever increasing LSI techniques edged out the modular chip approach to design. The 4000 series is still widely available, but perhaps less important than it was two decades ago.

The series was extended in the late 1970s and 1980s to include new types which implemented new or more greatly integrated functions, or were better versions of existing chips in the 4000 series. Most of these newer chips were given 45xx and 45xxx designations, but are usually still regarded by engineers as part of the 4000 series.

In the 1990s, some manufacturers (e.g. Texas Instruments) ported the 4000 series to their 74HC / 74HCT series to make chips like the 74HCT4060 that offers the functionality of a 4060 IC but with the speed of the 74HCT chip

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CD4001 四 2输入端或非门 CD4002 双 4输入端或非门 CD4006 18位串入 / 串出移位寄存器 CD4007 双互补对加反相器 CD4008 4位超前进位全加器 CD4009 六反相缓冲 / 变换器 CD4010 六同相缓冲 / 变换器 CD4011 四 2输入端与非门 CD4012 双 4输入端与非门 CD4013 双主 - 从 D 型触发器 CD4014 8位串入 /并入 - 串出移位寄存器 CD4015 双 4位串入 /并出移位寄存器 CD4016 四传输门 CD4017 十进制计数 / 分配器 CD4018 可预制 1/N 计数器 CD4019 四与或选择器 CD4020 14 级串行二进制计数 / 分频器 CD4021 08位串入 /并入 - 串出移位寄存器 CD4022 八进制计数 / 分配器

CD4023 三 3输入端与非门 CD4024 7 级二进制串行计数 / 分频器 CD4025 三 3输入端或非门 CD4026 十进制计数 /7 段译码器 CD4027 双 J-K触发器 CD4028 BCD 码十进制译码器 CD4029 可预置可逆计数器 CD4030 四异或门 CD4031 64位串入 / 串出移位存储器 CD4032 三串行加法器 CD4033 十进制计数 /7 段译码器 CD4034 8位通用总线寄存器 CD4035 4位并入 / 串入 -并出 / 串出移位寄存 CD4038 三串行加法器 CD4040 12 级二进制串行计数 / 分频器 CD4041 四同相 /反相缓冲器 CD4042 四锁存 D 型触发器 CD4000 双 3输入端或非门 单非门

74 系列和 4000 系列芯片74系列是最早的 TTL 数字电路,德州仪器公司( TI )首创。具有速度快、电平比较低( 5V )、易于标准化的特点,大多计算机都应用。 4000系列是 CMOS数字电路,晚于 74出现,美国无线电公司( RCA )首先开发,后摩托罗拉出产更多。开始速度比较慢,后高速系列完全与 74 兼容。

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CD4043 三态 R-S 锁存触发器 ("1"触发 ) CD4044 四三态 R-S 锁存触发器 ("0"触发 ) CD4046 锁相环 CD4047 无稳态 / 单稳态多谐振荡器 CD4048 四输入端可扩展多功能门 CD4049 六反相缓冲 / 变换器 CD4050 六同相缓冲 / 变换器 CD4051 八选一模拟开关 CD4052 双 4 选 1 模拟开关 CD4053 三组二路模拟开关 CD4054 液晶显示驱动器 CD4055 BCD-7 段译码 / 液晶驱动器 CD4056 液晶显示驱动器 CD4059 “N” 分频计数器 NSC/TI CD4060 14 级二进制串行计数 / 分频器 CD4063 四位数字比较器 CD4066 四传输门 CD4067 16 选 1 模拟开关 CD4068 八输入端与非门 /与门 CD4069 六反相器 CD4070 四异或门 CD4071 四 2输入端或门 CD4072 双 4输入端或门 CD4073 三 3输入端与门 CD4075 三 3输入端或门 CD4076 四 D 寄存器 CD4077 四 2输入端异或非门 CD4078 8输入端或非门 /或门 CD4081 四 2输入端与门 CD4082 双 4输入端与门 CD4085 双 2路 2输入端与或非门 CD4086 四 2输入端可扩展与或非门 CD4089 二进制比例乘法器 CD4093 四 2输入端施密特触发器 CD4095 三输入端 J-K触发器 CD4096 三输入端 J-K触发器 CD4097 双路八选一模拟开关

CD4098 双单稳态触发器 CD4099 8位可寻址锁存器 CD40100 32位左 / 右移位寄存器 CD40101 9位奇偶较验器 CD40102 8位可预置同步 BCD 减法计数器 CD40103 8位可预置同步二进制减法计数器 CD40104 4位双向移位寄存器 CD40105 先入先出 FI-FD 寄存器 CD40106 六施密特触发器 CD40107 双 2输入端与非缓冲 /驱动器 CD40108 4 字 ×4位多通道寄存器 CD40109 四低 -高电平位移器 CD40110 十进制加 / 减 , 计数 , 锁存 , 译码驱动 CD40147 10-4线编码器 CD40160 可预置 BCD 加计数器 CD40161 可预置 4位二进制加计数器 CD40162 BCD 加法计数器 CD40163 4位二进制同步计数器 CD40174 六锁存 D 型触发器 CD40175 四 D 型触发器 CD40181 4位算术逻辑单元 / 函数发生器 CD40182 超前位发生器 CD40192 可预置 BCD 加 / 减计数器 ( 双时钟 ) CD40193 可预置 4位二进制加 / 减计数器 CD40194 4位并入 / 串入 -并出 / 串出移位寄存 CD40195 4位并入 / 串入 -并出 / 串出移位寄存 CD40208 4×4多端口寄存器 CD4501 4输入端双与门及 2输入端或非门 CD4502 可选通三态输出六反相 / 缓冲器 CD4503 六同相三态缓冲器 CD4504 六电压转换器 CD4506 双二组 2输入可扩展或非门 CD4508 双 4位锁存 D 型触发器 CD4510 可预置 BCD 码加 / 减计数器 CD4511 BCD 锁存 ,7 段译码 ,驱动器 CD4512 八路数据选择器 CD4513 BCD 锁存 ,7 段译码 ,驱动器 ( 消隐 ) CD4514 4位锁存 ,4线 -16线译码器 CD4515 4位锁存 ,4线 -16线译码器 CD4516 可预置 4位二进制加 / 减计数器 CD4517 双 64位静态移位寄存器 CD4518 双 BCD同步加计数器 CD4519 四位与或选择器

CD4520 双 4位二进制同步加计数器 CD4521 24 级分频器 CD4522 可预置 BCD同步 1/N 计数器 CD4526 可预置 4位二进制同步 1/N 计数器 CD4527 BCD比例乘法器 CD4528 双单稳态触发器 CD4529 双四路 / 单八路模拟开关 CD4530 双 5输入端优势逻辑门 CD4531 12位奇偶校验器 CD4532 8位优先编码器 CD4536 可编程定时器 CD4538 精密双单稳 CD4539 双四路数据选择器 CD4541 可编程序振荡 / 计时器 CD4543 BCD 七段锁存译码 ,驱动器 CD4544 BCD 七段锁存译码 ,驱动器 CD4547 BCD 七段译码 /大电流驱动器 CD4549 函数近似寄存器 CD4551 四 2通道模拟开关 CD4553 三位 BCD 计数器 CD4555 双二进制四选一译码器 / 分离器 CD4556 双二进制四选一译码器 / 分离器 CD4558 BCD 八段译码器 CD4560 "N"BCD 加法器 CD4561 "9" 求补器 CD4573 四可编程运算放大器 CD4574 四可编程电压比较器 CD4575 双可编程运放 /比较器 CD4583 双施密特触发器 CD4584 六施密特触发器 CD4585 4位数值比较器 CD4599 8位可寻址锁存器 CD22100 4×4×1 交叉点开关

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http://encyclopedia.thefreedictionary.com/List+of+7400+series+integrated+circuits

http://encyclopedia.thefreedictionary.com/7400+series

参考网上资料

http://encyclopedia.thefreedictionary.com/4000+series

http://encyclopedia.thefreedictionary.com/List+of+4000+series+integrated+circuits

74 系列

4000 系列