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CMOS规范逻(luo)辑

CMOS规范逻辑的历史与MOS型半导体的开展历史有着亲密的关系。图11.l示出规范逻辑IC从降生到开展的树状生长过程。规范逻辑IC大致能够分为用双极工艺制造的TTL( Transistor  Transistor Logic)、ECL( Emitter  CoupledLogic)产品群以及CMOS产品群。近年来，呈现了具有双极和CMOS特性的BiC-MOS，不过BiCMOS的根底是双极。

这些产品(pin)群(qun)在根本逻辑(ji)动作(zuo)方面是(shi)(shi)相同(tong)的(de)(de)，不过在信号处置速度、工(gong)作(zuo)请求的(de)(de)功率、后级衔接器件(jian)的(de)(de)驱动才(cai)能等(deng)方面各有(you)不同(tong)。    图11.2示出各种(zhong)规(gui)(gui)范逻辑(ji)IC的(de)(de)年表(biao)。规(gui)(gui)范逻辑(ji)IC作(zuo)为可(ke)以有(you)效完成(cheng)电子计算(suan)机的(de)(de)器件(jian)，产生(sheng)于20世纪60年代。当时的(de)(de)规(gui)(gui)范逻辑(ji)是(shi)(shi)由p型(xing)晶体(ti)管或(huo)者n型(xing)晶体(ti)管，以及二极管和电阻(zu)的(de)(de)集成(cheng)构成(cheng)的(de)(de)。制(zhi)造工(gong)艺(yi)是(shi)(shi)双(shuang)极( Bipolar)工(gong)艺(yi)。

典型(xing)的(de)(de)(de)74型(xing)TTL规(gui)(gui)(gui)范(fan)(fan)(fan)(fan)逻辑降(jiang)生(sheng)于美国。这种(zhong)系(xi)(xi)列产品(pin)对功(gong)(gong)用(yong)、规(gui)(gui)(gui)格以及电极(ji)配置等(deng)实行(xing)规(gui)(gui)(gui)范(fan)(fan)(fan)(fan)化，并在(zai)世界(jie)(jie)的(de)(de)(de)半导(dao)体(ti)公(gong)司中公(gong)开，积极(ji)地(di)提供技术和辅佐(zuo)，成为(wei)真正的(de)(de)(de)全球性(xing)的(de)(de)(de)规(gui)(gui)(gui)范(fan)(fan)(fan)(fan)。规(gui)(gui)(gui)范(fan)(fan)(fan)(fan)化的(de)(de)(de)IC型(xing)号(hao)是(shi)74xxx，统一以数字74打(da)头，后接的(de)(de)(de)数字定义为(wei)逻辑电路的(de)(de)(de)功(gong)(gong)用(yong)。       进入20世纪70年(nian)代(dai)，所谓不工(gong)作(zuo)(zuo)时功(gong)(gong)耗接近(jin)零的(de)(de)(de)CMOS规(gui)(gui)(gui)范(fan)(fan)(fan)(fan)逻辑降(jiang)生(sheng)了。RCA公(gong)司开发的(de)(de)(de)产品(pin)命名为(wei)4000系(xi)(xi)列，它的(de)(de)(de)特(te)性(xing)是(shi)从3V到18V之(zhi)间的(de)(de)(de)任何(he)电压下(xia)都能够工(gong)作(zuo)(zuo)。而当时的(de)(de)(de)TTL系(xi)(xi)列器(qi)件只能在(zai)5V电源工(gong)作(zuo)(zuo)。缺陷(xian)是(shi)工(gong)作(zuo)(zuo)速度比TTL慢约10倍。但是(shi)作(zuo)(zuo)为(wei)器(qi)件显现出诱人的(de)(de)(de)魅力，在(zai)不怎样(yang)需(xu)求(qiu)高速工(gong)作(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)民用(yong)设备、产业用(yong)控制设备、接近(jin)人机界(jie)(jie)面局部等(deng)范(fan)(fan)(fan)(fan)畴有普遍的(de)(de)(de)应用(yong)价值。

4000系列中不只有逻辑电路，具有CMOS电路特性的模仿开关等器件也相继降生。
CMOS规范逻辑中(zhong)(zhong)，进(jin)步了工作(zuo)速度的74C/40H系(xi)列(lie)于70年(nian)代(dai)后期商品化。在80年(nian)代(dai)的前半期，74HC系(xi)列(lie)疾速被(bei)美国JEDEC规范委员会规范化。这(zhei)样(yang)，74HC系(xi)列(lie)就确立了不只在CMOS，也包含双极的规范逻辑1C中(zhong)(zhong)的中(zhong)(zhong)心位置(zhi)

74系列型的特性是，同系列的产品换代，lC的功用和管脚衔接不改动，总能确保高位的互换性。例如，7400的2输入4电路的NAND电路，能够很容易地换为74LS00。TTL系列的器件被说成是规范逻辑的代名词，就是基于这种构造。
CMOS型从40H/74C系列开端进入TTL的产品换代进程。由于因循了74系列的特性，所以加速了CMOS化的进程。
它的应用范围没有停留在以电池为电源的电子设备中，在信息通讯范畴、以至请求高质量、高牢靠性的产业用设备中也被大量采用。由于74HC市场的不时延伸，使CMOS规范逻辑IC的需求到1990年前后逆转了TTL的需求。
图11.3示(shi)出CMOS与TTL各(ge)种系(xi)列(lie)产(chan)品(pin)的传输(shu)延(yan)迟时间(jian)（开关速(su)度(du)(du)／响应(ying)速(su)度(du)(du)）与耗(hao)费功(gong)率的关系(xi)。关于(yu)逻辑lC来说，由(you)于(yu)请求高(gao)速(su)功(gong)耗(hao)小，所以TTL需求向(xiang)更低功(gong)耗(hao)的产(chan)品(pin)开展，而(er)CMOS则要面对更高(gao)速(su)化产(chan)品(pin)的挑战。

图11.4示出规范逻辑lC的变化过程。大的趋向有两个。 一个个是TTL发挥的市场，即信息通讯／高速，高驱动才能范畴；另一个是CMOS发源的市场，即民用产业／低功耗，高工作余量范畴。它们都遵照低电压、高速化的市场趋向停止系列的世代交替。最近，运用1. 8V电源的应用在增加。在这个工作范畴中，目前只要CMOS产品。