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74163集成电路原理

作者:淮南象牙塔
日期:2021-04-13 20:46:20
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一、数字集成电路的分类 数字集成电路有多种分类方法,以下是几种常用的分类方法。 1。按结构工艺分 按结构工艺分类,数字集成电路可以分为厚膜集成电路、薄膜集成电路、混合集成电路、半导体集成电路四大类。如图0-1所示。 世界上生产最多、使用最多的为半导体集成电路。半导体数字集成电路(以下简称数字集成电路)主要分为TTL、CMOS、ECL三大类。 ECL、TTL为双极型集成电路,构成的基本元器件为双极型半导体器件,其主要特点是速度快、负载能力强,但功耗较大、集成度较低。双极型集成电路主要有 TTL(Transistor-Transistor Logic)电路、ECL(Emitter Coupled Logic)电路和I2L(Integrated Injection Logic)电路等类型。其中TTL电路的性能价格比最佳,故应用最广泛。 ECL,即发射极耦合逻辑电路,也称电流开关型逻辑电路。它是利用运放原理通过晶体管射极耦合实现的门电路。在所有数字电路中,它工作速度最高,其平均延迟时间tpd可小至1ns。这种门电路输出阻抗低,负载能力强。它的主要缺点是抗干扰能力差,电路功耗大。 MOS电路为单极型集成电路,又称为MOS集成电路,它采用金属-氧化物半导体场效应管(Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor,缩写为MOSFET)制造,其主要特点是结构简单、制造方便、集成度高、功耗低,但速度较慢。 MOS集成电路又分为PMOS(P-channel Metal Oxide Semiconductor,P沟道金属氧化物半导体)、NMOS(N-channel Metal Oxide Semiconductor,N沟道金属氧化物半导体)和CMOS(Complement Metal Oxide Semiconductor,复合互补金属氧化物半导体)等类型。 MOS电路中应用最广泛的为CMOS电路,CMOS数字电路中,应用最广泛的为4000、4500系列,它不但适用于通用逻辑电路的设计,而且综合性能也很好,它与TTL电路一起成为数字集成电路中两大主流产品。CMOS数字集成电路电路主要分为4000(4500系列)系列、54HC/74HC系列、54HCT/74HCT系列等,实际上这三大系列之间的引脚功能、排列顺序是相同的,只是某些参数不同而已。例如,74HC4017与CD4017为功能相同、引脚排列相同的电路,前者的工作速度高,工作电源电压低。4000系列中目前最常用的是B系列,它采用了硅栅工艺和双缓冲输出结构。 Bi-CMOS是双极型CMOS(Bipolar-CMOS)电路的简称,这种门电路的特点是逻辑部分采用CMOS结构,输出级采用双极型三极管,因此兼有CMOS电路的低功耗和双极型电路输出阻抗低的优点。 综上所述,TTL74系列、CMOS 4000(4500)系列是通用性最强、应用最广泛的数字集成电路,因此,本书重点介绍这两类常用的数字集成电路。 2。根据集成电路规模的大小分 根据集成电路规模的大小,数字集成电路通常分为小规模集成电路(SSI) 、中规模集成电路(MSI) 、大规模集成电路(LSI)和超大规模集成电路(VLSI)。 (1) 小规模集成电路(Small Scale Integration,SSI) 小规模集成电路通常指含逻辑门个数小于10 门(或含元件数小于100个)的电路。 (2) 中规模集成电路(Medium Scale Integration,MSI) 中规模集成电路通常指含逻辑门数为10门~99门(或含元件数100个~999个)的电路。 (3) 大规模集成电路(Large Scale Integration,LSI) 大规模集成电路通常指含逻辑门数为1000门~9999门(或含元件数1000个~99999个)的电路。 (4) 超大规模集成电路(Very Large Scale Integration,VLSI) 超大规模集成电路通常指含逻辑门数大于10000 门(或含元件数大于100000个)的电路。 3。 根据电路的功能分 (1)门电路 与门/与非门、或门/或非门、非门等。 (2) 触发器 锁存器 R-S触发器、D触发器、J-K触发器等 (3) 编码器 译码器 二进制——十进制译码器、BCD—7段译码器等。 (4)计数器 二进制、十进制、N进制计数器等。 (5)运算电路 加/减运算电路、奇偶校验发生器、幅值比较器等。 (6) 时基 定时电路 单稳态电路 、延时电路等。 (7) 模拟电子开关 数据选择器 (8) 寄存器 基本寄存器、移位寄存器(单向、双向)。 (9) 存储器 RAM、ROM、E2PROM、Flash ROM等。 (10) CPU 对广大电子爱好者来说,最需要了解和掌握的为第1~8类中小规模集成电路的原理与应用,因此,本书按照该分类对第1~8类中常用的数字集成电路的基本工作原理及应用作比较详细地介绍。下面先介绍TTL 74系列和4000系列数字集成电路的型号组成及符号的意义。 二、 数字集成电路的命名 1。 数字集成电路型号的组成及符号的意义 数字集成电路的型号组成一般由前缀、编号、后缀三大部分组成,前缀代表制造厂商,编号包括产品系列号、器件系列号,后缀一般表示温度等级、封装形式等。如表0—1所示为TTL 74系列数字集成电路型号的组成及符号的意义。 1。 TTL 74系列数字集成电路型号的组成及符号的意义 表0—1 TTL74系列数字集成电路型号的组成及符号的意义 第1部分 第2部分 第3部分 第4部分 第5部分 前缀 产品系列 器件类型 器件功能 器件封装形式、温度范围 符号 意义 符号 意义 符号 意义 符号 意义 54 军用电路 -55- 125oC 标准电路 阿拉伯数字 器 件 功 能 W 陶瓷扁平 H 高速电路 B 塑封扁平 代表制造厂商 S 肖特基电路 F 全密封扁平 74 民用 通用电路 LS 低功耗肖特基电路 D 陶瓷双列直插 ALS 先进低功耗肖特基电路 P 塑封双列直插 AS 先进肖特基电路 2。 4000系列集成电路的组成及符号意义 4000系列CMOS器件型号的组成及符号的意义见表0—2。 表0—2 4000系列CMOS器件型号的组成及符号意义 第1部分 第2部分 第3部分 第4部分 型号前 缀的意 义 器件系列 器件种类 工作温度范围、封装形式 代表制造厂商 符号 意义 符号 意义 符号 意义 CD 美国无线电公司产品 40 45 产品 系列号 阿 拉 伯 数 字 器 件 功 能 C 0℃~70℃ CC 中国制造 E -40℃~85℃ TC 日本东芝公司产品 R -55℃~85℃ MC1 摩托罗拉公司产品 M -55℃~125℃ 举例说明如下: CT 74 LS 00 P (1) (2) (3) (4) (5) 封装形式 P:塑料双列直插封装 器件种类:四2输入与非门 器件系列:低功耗肖特基74TTL电路系列 产品系列 74系列 制造厂商 CT:国产TTL电路 CT74LS00P为国产的(采用塑料双列直插封装)TTL 四2输入与非门。 SN 74 S 195 J (1) (2) (3) (4) (5) 封装形式 J:陶瓷双列直插封装 器件种类:4位并行移位寄存器 器件系列:肖特基74TTL电路系列 产品系列 74系列 制造厂商 SN:美国TEXAS公司制造 SN74S195J为美国TEXAS公司制造的采用陶瓷双列直插封装的4位并行移位寄存器。 同一型号的集成电路原理相同,通常又冠以不同的前缀、后缀,前缀代表制造商(有部分型号省略了前缀),后缀代表器件工作温度范围或封装形式,由于制造厂商繁多,加之同一型号又分为不同的等级,因此,同一功能、型号的IC其名称的书写形式多样,如CMOS 双D触发器4013有以下型号: CD4013AD CD4013AE CD4013CJ CD4013CN CD4013BD CD4013BE CD4013BF CD4013UBD CD4013UBE CD4013BCJ CD4013BCN; HFC4013 HFC4013BE HCF4013BF HCC4013BD/BF/BK HEF4013BD/BP HBC4013AD/AE/AK/AF SCL4013AD/AE/AC/AF MB84013/M MC14013CP/BCP TC4013BP。 一般情况下,这些型号之间可以彼此互换使用。

求采纳

74ls161 与 74ls163 是四位二进制可预置同步计数器。引脚排列、功能都一样。只是在清除功能上两者不同:
74ls161 是直接清除,74ls163 是同步清除。

异步:输入信号立即生效。

同步:输入信号在时钟前沿生效。

网络上 74ls161 资料很多,不必找 ls163 。


系统集成电路
集成电路是多学科交叉高技术密集的学科,是现代电子信息科技的核心技术,是国家综合实力的重要标志。目前国内外对集成电路设计人才需求旺盛,本专业以集成电路设计能力为目标,培养掌握集成电路基本理论、集成电路设计基本技能,掌握集成电路设计的EDA工具,熟悉电路、计算机、信号处理、通信等相关系统知识,从事集成电路研究、设计、教学、开发及应用,具有一定创新能力的社会主义现代化建设的高级技术人才。

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本专业学生将具有以下方面的知识与能力:

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本专业毕业生有较强的工作适应能力,就业领域宽,既可从事集成电路设计、制造工作,也可从事其它电子信息科学技术领域或新型交叉学科的工作。

本专业是国家重点学科和国家“211”工程重点建设学科,有硕士学位、博士学位授予权,设有博士后流动站,专业师资力量强,教学质量高,集成电路设计软硬件教学环境优越,现有教育部重点实验室一个,信息产业部重点实验室二个,有二个集成电路净化实验室和多个集成电路设计中心,是国家科技部、教育部批准的国家集成电路设计人才培养基地。
这个职业跟计算机紧密联系,能转大钱,挺有前途。

1。集成电路应用电路图功能
集成电路应用电路图具有下列一些功能:
(1)、它表达了集成电路各引脚外电路结构、元器件参数等,从而表示了某一集成电路的完整工作情况。

(2)、有些集成电路应用电路中,画出了集成电路的内电路方框图,这时对分析集成电路应用电路是相当方便的,但这种表示方式不多。

(3)、集成电路应用电路有典型应用电路和实用电路两种,前者在集成电路手册中可以查到,后者出现在实用电路中,这两种应用电路相差不大,根据这一特点,在没有实际应用电路图时可以用典型应用电路图作参考,这一方法修理中常常采用。

(4)、一般情况集成电路应用电路表达了一个完整的单元电路,或一个电路系统,但有些情况下一个完整的电路系统要用到两个或更多的集成电路。

2。集成电路应用电路特点
集成电路应用电路图具有下列一些特点:
(1)、大部分应用电路不画出内电路方框图,这对识图不利,尤其对初学者进行电路工作分析时更为不利。

(2)、对初学者而言,分析集成电路的应用电路比分析分立元器件的电路更为困难,这是对集成电路内部电路不了解的原缘,实际上识图也好、修理也好,集成电路比分立元器件电路更为方便。

(3)、对集成电路应用电路而言,大致了解集成电路内部电路和详细了解各引脚作用的情况下,识图是比较方便的。这是因为同类型集成电路具有规律性,在掌握了它们的共性后,可以方便地分析许多同功能不同型号的集成电路应用电路。

3。集成电路应用电路识图方法和注意事项
分析集成电路的方法和注意事项主要有下列几点:
(1)、了解各引脚的作用是识图的关键
了解各引脚的作用可以查阅有关集成电路应用手册。知道了各引脚作用之后,分析各引脚外电路工作原理和元器件作用就方便了。例如:知道①脚是输入引脚,那么与①脚所串联的电容是输入端耦合电路,与①脚相连的电路是输入电路。

(2)、了解集成电路各引脚作用的三种方法
了解集成电路各引脚作用有三种方法:一是查阅有关资料;二是根据集成电路的内电路方框图分析;三是根据集成电路的应用电路中各引脚外电路特征进行分析。对第三种方法要求有比较好的电路分析基础。

(3)、电路分析步骤
集成电路应用电路分析步骤如下:
①、直流电路分析。这一步主要是进行电源和接地引脚外电路的分析。注意:电源引脚有多个时要分清这几个电源之间的关系,例如是否是前级、后级电路的电源引脚,或是左、右声道的电源引脚;对多个接地引脚也要这样分清。分清多个电源引脚和接地引脚,对修理是有用的。
②、信号传输分析。这一步主要分析信号输入引脚和输出引脚外电路。当集成电路有多个输入、输出引脚时,要搞清楚是前级还是后级电路的输出引脚;对于双声道电路还分清左、右声道的输入和输出引脚。
③、其他引脚外电路分析。例如找出负反馈引脚、消振引脚等,这一步的分析是最困难的,对初学者而言要借助于引脚作用资料或内电路方框图。
④、有了一定的识图能力后,要学会总结各种功能集成电路的引脚外电路规律,并要掌握这种规律,这对提高识图速度是有用的。例如,输入引脚外电路的规律是:通过一个耦合电容或一个耦合电路与前级电路的输出端相连;输出引脚外电路的规律是:通过一个耦合电路与后级电路的输入端相连。
⑤、分析集成电路的内电路对信号放大、处理过程时,最好是查阅该集成电路的内电路方框图。分析内电路方框图时,可以通过信号传输线路中的箭头指示,知道信号经过了哪些电路的放大或处理,最后信号是从哪个引脚输出。
⑥、了解集成电路的一些关键测试点、引脚直流电压规律对检修电路是十分有用的。OTL电路输出端的直流电压等于集成电路直流工作电压的一半;OCL电路输出端的直流电压等于0V;BTL电路两个输出端的直流电压是相等的,单电源供电时等于直流工作电压的一半,双电源供电时等于0V。当集成电路两个引脚之间接有电阻时,该电阻将影响这两个引脚上的直流电压;当两个引脚之间接有线圈时,这两个引脚的直流电压是相等的,不等时必是线圈开路了;当两个引脚之间接有电容或接RC串联电路时,这两个引脚的直流电压肯定不相等,若相等说明该电容已经击穿。
⑦、一般情况下不要去分析集成电路的内电路工作原理,这是相当复杂的。

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