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第4章 晶体管-晶体管逻辑电路 4.1 一般的TTL与非门 4.2 STTL和LSTTL电路 4.3 LSTTL门电路的逻辑扩展 4.4 ASTTL和ALSTTL电路 4.5 中、大规模集成电路中的简化逻辑门 4.6 LSTTL电路的版图设计 4.1 一般的TTL与非门 4.1.1 标准TTL与非门 四管单元TTL与非门的电压传输特性 4.1.3 六管单元TTL与非门 4.2 STTL和LSTTL电路 电路构成： 凡可能工作在饱和区或反向工作区的晶体管（即 除Q3以外的所有管子）均加SBD箝位。 Q5基极接RB、RC、Q6组成有源泄放网络。 Q3、Q4构成达林顿射随器，Q4的BE结代替四管单元的电平位移二极管D。 4.3 LSTTL门电路的逻辑扩展 4.3.1 OC门（open collector gate） 在工程实践中，有时需要将几个门的输出端并联使用，以实现与逻辑，称为线与。普通的TTL门电路不能进行线与。为此，专门生产了一种可以进行线与的门电路——集电极开路门。 1、三态输出门的结构及工作原理。 图（a）当EN(enable)=1时，P点输出为1，D1截止，相当于一个正常的二输入端与非门，称为正常工作状态。 当EN=1时，P输出为0，T4、T5都截止。这时从输出端Y看进去，呈现高阻，称为高阻态，或禁止态。 图（a）的控制端是高电平有效。 图（b）的控制端是低电平有效。 三态输出门（TS门）的特点： 控制端（使能端）----有效电平 输出可并连----总线结构 三态门在计算机总线结构中有着广泛的应用。 4.3.2 三态逻辑门 (Third State Logic gate) 4.5 中、大规模 集成电路中的 简化逻辑门 4.5.1 简化逻辑门 4.5.2 单管逻辑门 由单管禁止门组成的简化异或门 代替一个反相器两个与非门 第四章部分习题解答 常用门电路型号SN54/74系列 SN——Semiconductor Network 54系列——军用型：尺寸小、功耗小、可靠性高、工作温度范围大（-55℃～+125 ℃） 74系列——民用型，低成本改进型，在一般场合下使用，工作温度（0℃～+70 ℃） 常用集成电路规格一览表 5．74LS系列——为低功耗肖特基系列。 6．74AS系列——为先进肖特基系列， 它是74S系列的后继产品。 7．74ALS系列——为先进低功耗肖特基系列， 它是74LS系列的后继产品。 4.6 双极型电路的版图设计 说明：本节将18.2节的内容归纳在一起 1. 版图设计过程 2. 版图设计的准备工作 3. 版图设计的一般规则 4. 集成电路的设计规则 5. 双极型IC中元件的图形设计 6. 设计举例 版图设计就是按照线路的要求和一定的工艺参数，设计出元件的图形并进行排列互连，以设计出一套供IC制造工艺中使用的光刻掩膜版的图形，称为版图或工艺复合图。 版图设计是制造IC的基本条件，版图设计是否合理对成品率、电路性能、可靠性影响很大，版图设计错了，就一个电路也做不出来。若设计不合理，则电路性能和成品率将受到很大影响。版图设计必须与线路设计、工艺设计、工艺水平适应。版图设计者必须熟悉工艺条件、器件物理、电路原理以及测试方法。 1. 版图设计过程：由底向上过程 主要是布局布线过程 布局：将模块安置在芯片的适当位置，满足一定目标函数。对级别最低的功能块，是指根据连接关系，确定各单元的位置，级别高一些的，是分配较低级别功能块的位置，使芯片面积尽量小。 布线：根据电路的连接关系（连接表）在指定区域（面积、形状、层次）百分之百完成连线。布线均匀，优化连线长度、保证布通率。 作为一位版图设计者，首先要熟悉工艺条件和器件物理，才能确定晶体管的具体尺寸。铝连线的宽度、间距、各次掩膜套刻精度等。其次要对电路的工作原理有一定的了解，这样才能在版图设计中注意避免某些分布参量和寄生效应对电路产生的影响。同时还要熟悉调试方法，通过对样品性能的侧试和显微镜观察，可分析出工艺中的间题。也可通过工艺中的问题发现电路设计和版图设计不合理之处，帮助改版工作的进行。特别是测试中发现某一参数的不合格，这往往与版图设计有关。 2. 版图设计的准备工作 在进行版图设计以前，必须进行充分的准备工作。一般包括以下几方面。 ①了解工艺现状，确定工艺路线 确定选用标准pn结隔离或对通隔离工艺或等平面隔离工艺。由此确定工艺路线及光刻掩膜版的块数。