1 / 28

第一單元 數 位 IC 特性 ( 教科書第一章 )

第一單元 數 位 IC 特性 ( 教科書第一章 ). 數位系統實驗 http://140.127.194.152. Outline. TTL IC 特性 CMOS IC 特性. 數位積體電路 (p.1). 數位電路用來執行邏輯運算 , 可由雙載子或場效應電晶體元件構成。 僅工作在飽和 (ON) 及截止 (OFF) 二種狀態 處理信號只有高電位 (HI) 和低電位 (LO) ，用來表示數位邏輯的 1 和 0 。 目前最常用兩個族群 TTL (Transistor-Transistor Logic)

terra
Download Presentation

第一單元 數 位 IC 特性 ( 教科書第一章 )

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 第一單元 數位IC特性(教科書第一章) 數位系統實驗 http://140.127.194.152

  2. Outline • TTL IC特性 • CMOS IC特性

  3. 數位積體電路(p.1) • 數位電路用來執行邏輯運算,可由雙載子或場效應電晶體元件構成。 • 僅工作在飽和(ON)及截止(OFF)二種狀態 • 處理信號只有高電位(HI)和低電位(LO)，用來表示數位邏輯的1和0。 • 目前最常用兩個族群 • TTL (Transistor-Transistor Logic) • COMS (Complementary metal oxide semiconductor)

  4. 飽和區(ON) 截止區(OFF) 電晶體ON及OFF B-E沒有偏壓或逆向偏壓 B-E順向偏壓且有足夠大的IB

  5. TTL IC的特性(p.2) • 基本電路(ex. NOT Gate) = 輸入層 驅動層 輸出層

  6. TTL IC的特性(cont.) • 當輸入為HI,則輸出為LO OFF OFF ON ON

  7. TTL IC的特性(cont.) • 當輸入為LO,則輸出為HI ON ON OFF OFF

  8. 轉換曲線(p.6) 輸出電壓 輸入電壓

  9. TTL電壓和電流特性(p.5) • VIH: 輸入為1時的電壓、VIL: 輸入為0時的電壓 • VOH: 輸出1為時的電壓、VOL: 輸出為0時的電壓 • IIH: 輸入為1時的電流、IIL: 輸入為0時的電流 • IOH: 輸出1為時的電流、IOL: 輸出為0時的電流

  10. 雜訊免除性(容忍度)(p.6) • 因為VOH=2.4V、VIH=2V，所以有0.4V(400mV)的間隔，所以兩個TTL閘的傳輸線可以承受振幅400mV的雜訊干擾。VIL -VOL也是0.4V。 VOH VIH VIH VOL

  11. 傳播延遲時間(p.6) • 傳播延遲時間(propagation delay time) • tPHL:輸出由HI轉換LO的延遲,tPHL=7ns • tPLH:輸出由LO轉換HI的延遲,tPLH=11ns tPHL tPLH 反相器輸入方波

  12. 扇出(Fan out)(p.7) • 所謂扇出,就是IC的輸出能夠接多少個IC的輸入(並聯) • 若IOH=400A, IIH=40A, 則扇出數為IOH/IIH=10。 • IOL/IIL=16mA/1.6mA=10。

  13. TTL族群(p.8) • 標準型TTL、低功率TTL、高速TTL、蕭特基TTL、低功率蕭特基TTL(目前常用)

  14. TTL族群(cont.)

  15. CMOS IC的特性(類比電路實驗p.507) • CMOS互補式金屬氧化半導體 • 由N通道MOSFET與P通道MOSFET組合而成 • MOSFET分兩類 • 空乏型:汲極D及源極S之間以通道連接 • 增強型:汲極D及源極S之間沒有通道 • 目前CMOS IC都是以增強型MOSFET製成

  16. N通道空乏型及增強型MOSFET(p.509)

  17. P通道空乏型及增強型MOSFET

  18. N通道增強型MOSFET工作原理(p.510)

  19. P通道增強型MOSFET工作原理(p.511)

  20. 電路符號 P通道MOSFET (PMOS) N通道MOSFET (NMOS)

  21. CMOS(p.11) • CMOS電路係將PMOS與NMOS製作在同一基質上，二者特性可互補，具小的功率消耗與大雜訊界限的優點。

  22. CMOS反相器(p.12)

  23. CMOS反相器(cont.) ON OFF 等效圖

  24. CMOS反相器(cont.) OFF ON 等效圖

  25. 轉換曲線COMS v.s. TTL 在線性區,CMOS的轉換曲線比TTL陡峭

  26. CMOS特性 • 工作電源:3~15V • 輸入電壓:VIH>0.7VDD, VIL<0.3VDD • 輸出電壓:VOHVDD, VOL0V • 雜訊免除力VDD30% • 扇出:>50 • 輸入阻抗: >1012 • 消耗功率: <0.5W

  27. CMOS v.s. TTL PS: 目前CMOS己經改善此缺點

  28. TTL v.s. CMOS雜訊界限比較

More Related