一、數(shù)字集成電路簡(jiǎn)介

?　數(shù)字集成電路是基于數(shù)字邏輯（即0、1邏輯）設(shè)計(jì)和運(yùn)行的，用于處理數(shù)字信號(hào)的集成電路。
　　　　　
　　根據(jù)數(shù)字集成電路中包含的門電路或元、器件數(shù)量，可將數(shù)字集成電路分為小規(guī)模集成電路（SSI，Small Scale Integration）、中規(guī)模集成電路(MSI,Medium Scale Integration)、大規(guī)模集成電路（LSI,Large Scale Integration )、超大規(guī)模集成電路(VLSI，Very Large Scale Intergration)。

應(yīng)用實(shí)例：
小規(guī)模集成電路：邏輯門、觸發(fā)　器等
中規(guī)模集成電路：譯碼器、MUX、加法器、計(jì)數(shù)器
大規(guī)模集成電路：RAM、ROM、微處理器、DSP、ASIC等

?　?根據(jù)數(shù)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(chǎng)效應(yīng)管集成電路。MOS場(chǎng)效應(yīng)管集成電路又可分別NMOS、PMOS和COSM邏輯門。本文著重將MOS場(chǎng)效應(yīng)管集成電路的基本方法。

二、什么是NMOS和PMOS？

（NMOS和PMOS場(chǎng)效應(yīng)管作為開關(guān)使用的基本原理，詳細(xì)可見課本《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》場(chǎng)效應(yīng)管部分）；

NMOS導(dǎo)通時(shí)，柵極為高電平
PMOS導(dǎo)通時(shí)，柵極為低電平；

??上面兩條說明：①NMOS可作為高電平開關(guān)，邏輯值為1時(shí)高電平有效導(dǎo)通，邏輯值為0時(shí)低電平無效截止；②PMOS可作為低電平開關(guān)，邏輯值為0低電平有效導(dǎo)通，邏輯值為1時(shí)高電平無效截止。

?　但由場(chǎng)效應(yīng)管電特性可知，MOS器件開關(guān)具有非理想性。①僅當(dāng)控制電壓高于閾值電壓時(shí)起作用；②導(dǎo)通時(shí)存在導(dǎo)通電阻Ron；③存在閾值電壓損失導(dǎo)致，NMOS管傳遞“0”強(qiáng)“1”弱，PMOS管傳遞“1”強(qiáng)“0”弱。因此提出CMOS開關(guān)。

三、 什么是CMOS？

CMOS即互補(bǔ)邏輯門，既能傳遞強(qiáng)“1”也能傳遞強(qiáng)“0”。因?yàn)楦唠娖介_關(guān)NMOS傳遞“0”強(qiáng)，低電平開關(guān)PMOS傳遞“1”強(qiáng),所以CMOS自帶非運(yùn)算。

實(shí)例1：CMOS反相器

分析：
　　輸入U(xiǎn)i為高電平（VDD/邏輯“1”）：高電平開管NMOS導(dǎo)通，低電平開關(guān)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(guān)PMOS導(dǎo)通，輸出Uo低阻連接到VDD，輸出高電平（VDD/邏輯“1”）；

四、CMOS復(fù)合邏輯電路的通用設(shè)計(jì)規(guī)則

1、將任意邏輯函數(shù)變換成反函數(shù)的形式：F= ?G ;（因?yàn)檩斎敫唠娖絅MOS導(dǎo)通，輸出為低電平，低電平同理，即CMOS自帶非運(yùn)算）
2、對(duì)邏輯函數(shù)G： NMOS網(wǎng)絡(luò)：與運(yùn)算對(duì)應(yīng)串聯(lián)，或運(yùn)算對(duì)應(yīng)并聯(lián)； PMOS網(wǎng)絡(luò)：與運(yùn)算對(duì)應(yīng)并聯(lián)，或運(yùn)算對(duì)應(yīng)串聯(lián)；
3、NMOS網(wǎng)絡(luò)連接“地”與輸出，PMOS網(wǎng)絡(luò)連接電源和輸出；
4、即可得F的CMOS電路。

實(shí)例2：

思路：先將邏輯函數(shù)化為“非”的形式，再按照上文的設(shè)計(jì)規(guī)則進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　　邏輯函數(shù)F設(shè)計(jì)出的邏輯門如圖所示。

（感謝閱讀，文章到此結(jié)束，歡迎讀者批評(píng)指正。）

總結(jié)

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?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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