苏教版（2019） 选择性必修1 课时4　数字集成电路 学案.doc

课时4数字集成电路

任务认识常用的数字集成电路

1.门电路

门电路是用晶体三极管或MOS管(金属氧化物半导体场效应管)构成的电路，现在都已集成化，是一种数字集成电路。在数字电路中，用电平的高和低来代表逻辑1和逻辑0。

2.晶体三极管的开关特性

晶体三极管存在________、________和________三种状态。在数字电路中，用到截止和饱和两种状态。截止相当于开关断开，饱和相当于开关闭合。

状态

条件

现象

饱和

输入信号足够大(高电平)

三极管流过的电流较大，而集电极与发射极之间的电压只有0.2V左右

截止

输入信号足够小(低电平)

三极管没有电流流过，集电极与发射极之间的电压与电源电压相近

3.金属氧化物半导体场效应管(MOS管)

(1)结构

MOS管有三个极：源极S、栅极G和漏极D。

源极S相当于发射极，通常接地；

漏极D相当于集电极，通常通过电阻接电源；

栅极G相当于基极，用来控制漏极电流的大小。

(2)原理

普通晶体三极管是电流控制的器件，即基极必须注入电流才能使三极管导通，而MOS管属于电压控制器件，在其栅极与源极之间加适当的电压就能使MOS管导通。

(3)MOS管在开关信号的作用下，也有导通和截止两种状态，因而也可做开关使用。

4.数字集成电路

(1)数字电路现在都已集成化。集成门电路属于小规模集成电路。由若干门电路组成，能完成某个逻辑功能，如编码、译码等功能的集成电路通常属于中规模集成电路。将数百、数千个门电路集成在一个硅片上的数字集成电路属于大规模、超大规模数字集成电路。

(2)数字集成电路有多种类型，最常用的有TTL和CMOS两种。

①TTL(晶体管－晶体管逻辑)是用普通晶体三极管构成的集成电路，______________，允许负载的________，消耗功率________。

②CMOS(互补MOS电路)用MOS管构成的集成电路，____________，允许负载的____________，消耗功率也小。易损坏，使用时注意保护，如电源的极性不能接反，焊接时最好将烙铁的电源切断等。

③TTL集成电路的标准直流电源电压为______，CMOS集成电路的直流电源电压可以在______________之间，通常不能在同一电路中使用，两者在同一电路中使用时要注意电位相等，须加上电平转换电路。

5.常用集成门电路的型号

集成逻辑门名称

TTL

CMOS

四2输入与非门

CT74LS00

CC4011

双4输入与非门

CT74LS20

CC4012

四2输入或非门

CT74LS02

CC4001

双4输入或非门

CC4002

六反相器(非门)

CT74LS04

CC4069

四2输入与门

CT74LS08

CC4081

双4输入与门

CT74LS21

CC4082

四2输入或门

CT74LS32

CC4071

双4输入或门

CC4072

重难点1TTL与CMOS集成电路的比较

分类

TTL

CMOS

工作电源

Vcc＝5V

VDD＝3－18V

正极及接地名称

正极：Vcc负极：GND

正极：VDD负极：VSS

输入电压

高：2.4－5V低：0－0.8V

高：3－5V低：0－2V

特点

运行速度快，允许流过负载电流大，功耗大，集成度低

运行速度慢，允许流过负载电流小，功耗小，集成度高

多余管脚

多余输入

与周围管脚短接、或与正极或负极相连(不能影响原逻辑)

多余门

悬空

输入不能悬空，与非门接Vcc，或非门接地；输出悬空

例1与TTL集成电路相比，CMOS门电路()

A.速度更快

B.允许负载流过的电流更大

C.功耗更低

D.不适宜做成大规模集成电路

变式训练1TTL集成电路的优点是()

A.速度快

B.允许负载流过的电流较大

C.抗静电能力强

D.以上都是

重难点2集成门电路引脚识别

1.集成逻辑门引脚判断规律

如图所示的集成逻辑门引脚图，图上有一个半圆凹槽。管脚朝下，半圆凹槽向上，则半圆凹槽左侧第1个引脚为引脚1，按逆时针方向依次增加。此规律可推广至大部分芯片，对于芯片上有半圆凹槽、整圆凹槽、小圆点等标志的芯片同样适用。若半圆凹槽、整圆凹槽都存在，则以半圆凹槽为主。

2.部分常用集成逻辑门引脚图

例2如图所示型号为74LS00的芯片及部分管脚说明，关于该芯片的说法中，正确的是()

A.A为1脚，B为8脚

B.该芯片单元逻辑门的逻辑关系为有0出1，全1出0

C.要使该芯片正常工作，所有脚必须接在电路中

D.该芯片不能实现二输入与门、二输入或门的功能

变式训练2如图所示为某集成门电路的实物图及逻辑门引脚图。关于该类型的集成电路，下列说法不正确的是()

A.该集成门电路的工作电压一般是5V

B.1、2脚为低电平时，3脚为低电平

C.该集成电路为双4输入或门

D