数字电路的门电路主要分为与门电路、或门电路和非门电路,但很少人知道数字电路还可分为双极型门电路和MOS型门电路,这两类被归类于集成门电路,今天我们将谈谈集成门电路,探究双极型门电路和MOS型门电路的奥妙。
一般来说,集成门电路可分为两大类,一类是以半导体三极管为主要器件,被称为双极型集成门电路;另一类是以MOS型场效应管为主要器件,被称为MOS型或单极型集成门电路。
1、双极型集成门电路
如图所示,双极型集成门电路以与非门为基础,它的逻辑关系可解释为:当输入有低电平0时,输出为高电平1;当输入全为高电平1时,输出为低电平0。
它可分为两种,一种是DTL与非门,由二极管和三极管组成的与非逻辑电路;另一种是TTL与非门,由三极管和三极管组成的与非逻辑电路。
由于与非门是有源器件,当多级福诶们串联使用时,每级都有能量补充,因此各级输出电平不会因负载增加而逐次恶化,这样逻辑量可以连续通过多级门电路,但其级数还要受延时限制。
TTL电路具有较快的开关速度,较强的抗干扰能力及足够大的输出摆幅,是应用最广的逻辑电路系统。同时,实际的集成门电路比理论上要复杂些,在输出端还有放大器和跟随器,用来保证逻辑电平复合要求,增加负载能力。
2、MOS型集成门电路
MOS型集成门电路主要分为PMOS、NMOS和CMOS集成门电路。
PMOS型门电路是由P沟道MOS型场效应管构成的,其电流方向是从源极流向漏极,通常是使用-15V或-20V的负电源;
NMOS型门电路是由N沟道MOS型场效应管构成的,其电流方向是从漏极流向源极,使用5V正电源,可与双极型门电路直接互相连接;
CMOS型门电路是由P沟道MOS型场效应管和N沟道MOS型场效应管组成的互补型MOS门电路,具有功耗极低、电源电压范围宽(5-15V)、抗干扰能力强、工作速度较快等优点,所以应用十分广泛。