一、數字集成電路簡介

?　數字集成電路是基于數字邏輯（即0、1邏輯）設計和運行的，用于處理數字信號的集成電路。
　　　　　
　　根據數字集成電路中包含的門電路或元、器件數量，可將數字集成電路分為小規模集成電路（SSI，Small Scale Integration）、中規模集成電路(MSI,Medium Scale Integration)、大規模集成電路（LSI,Large Scale Integration )、超大規模集成電路(VLSI，Very Large Scale Intergration)。

應用實例：
小規模集成電路：邏輯門、觸發　器等
中規模集成電路：譯碼器、MUX、加法器、計數器
大規模集成電路：RAM、ROM、微處理器、DSP、ASIC等

?　?根據數字集成電路的基本邏輯門的類型可分為雙極型晶體管集成電路（部分已被淘汰）和MOS場效應管集成電路。MOS場效應管集成電路又可分別NMOS、PMOS和COSM邏輯門。本文著重將MOS場效應管集成電路的基本方法。

二、什么是NMOS和PMOS？

（NMOS和PMOS場效應管作為開關使用的基本原理，詳細可見課本《模擬電子技術基礎》場效應管部分）；

NMOS導通時，柵極為高電平
PMOS導通時，柵極為低電平；

??上面兩條說明：①NMOS可作為高電平開關，邏輯值為1時高電平有效導通，邏輯值為0時低電平無效截止；②PMOS可作為低電平開關，邏輯值為0低電平有效導通，邏輯值為1時高電平無效截止。

?　但由場效應管電特性可知，MOS器件開關具有非理想性。①僅當控制電壓高于閾值電壓時起作用；②導通時存在導通電阻Ron；③存在閾值電壓損失導致，NMOS管傳遞“0”強“1”弱，PMOS管傳遞“1”強“0”弱。因此提出CMOS開關。

三、 什么是CMOS？

CMOS即互補邏輯門，既能傳遞強“1”也能傳遞強“0”。因為高電平開關NMOS傳遞“0”強，低電平開關PMOS傳遞“1”強,所以CMOS自帶非運算。

實例1：CMOS反相器

分析：
　　輸入Ui為高電平（VDD/邏輯“1”）：高電平開管NMOS導通，低電平開關PMOS截止，輸出Uo低阻連接到GND，輸出低電平（0V/邏輯"0"）；
　　輸出Ui為低電平（0V/邏輯"0"）：高電平開管NMOS截止，低電平開關PMOS導通，輸出Uo低阻連接到VDD，輸出高電平（VDD/邏輯“1”）；

四、CMOS復合邏輯電路的通用設計規則

1、將任意邏輯函數變換成反函數的形式：F= ?G ;（因為輸入高電平NMOS導通，輸出為低電平，低電平同理，即CMOS自帶非運算）
2、對邏輯函數G： NMOS網絡：與運算對應串聯，或運算對應并聯； PMOS網絡：與運算對應并聯，或運算對應串聯；
3、NMOS網絡連接“地”與輸出，PMOS網絡連接電源和輸出；
4、即可得F的CMOS電路。

實例2：

思路：先將邏輯函數化為“非”的形式，再按照上文的設計規則進行設計。
　　　邏輯函數F設計出的邏輯門如圖所示。

（感謝閱讀，文章到此結束，歡迎讀者批評指正。）

總結

以上是生活随笔為你收集整理的数字集成电路--通用设计规则+实例的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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