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CMOS规范逻辑

CMOS规范逻辑的历史与MOS型半导体的开展历史有着亲密的关系。图11.l示出规范逻辑IC从降生到开展的树状生长过程。规范逻辑IC大致能够分为用双极工艺制造的TTL( Transistor  Transistor Logic)、ECL( Emitter  CoupledLogic)产品群以及CMOS产品群。近年来，呈现了具有双极和CMOS特性的BiC-MOS，不过BiCMOS的根底是双极。

这些产品群在根本逻辑(ji)(ji)(ji)动作方面是(shi)(shi)相同的(de)(de)，不(bu)过在信号处置速(su)度、工(gong)作请(qing)求的(de)(de)功率、后(hou)级衔(xian)接器(qi)件(jian)的(de)(de)驱(qu)动才(cai)能等(deng)方面各(ge)有(you)不(bu)同。    图11.2示(shi)出各(ge)种规(gui)范逻辑(ji)(ji)(ji)IC的(de)(de)年表。规(gui)范逻辑(ji)(ji)(ji)IC作为可以有(you)效(xiao)完(wan)成电子计算机的(de)(de)器(qi)件(jian)，产生于20世纪60年代。当时的(de)(de)规(gui)范逻辑(ji)(ji)(ji)是(shi)(shi)由(you)p型晶(jing)体(ti)管(guan)(guan)或(huo)者n型晶(jing)体(ti)管(guan)(guan)，以及二极管(guan)(guan)和电阻的(de)(de)集成构成的(de)(de)。制造工(gong)艺(yi)是(shi)(shi)双极( Bipolar)工(gong)艺(yi)。

典型(xing)(xing)的(de)(de)74型(xing)(xing)TTL规(gui)范(fan)(fan)(fan)逻(luo)辑(ji)降生于美国。这种系(xi)(xi)列(lie)产品对功用(yong)、规(gui)格以及电极(ji)配置等实行(xing)规(gui)范(fan)(fan)(fan)化，并在世(shi)界的(de)(de)半(ban)导(dao)体公司中(zhong)公开，积极(ji)地提供技(ji)术(shu)和辅佐，成为真正的(de)(de)全球性的(de)(de)规(gui)范(fan)(fan)(fan)。规(gui)范(fan)(fan)(fan)化的(de)(de)IC型(xing)(xing)号是(shi)74xxx，统一以数字74打头，后接的(de)(de)数字定义为逻(luo)辑(ji)电路的(de)(de)功用(yong)。       进入(ru)20世(shi)纪70年代，所谓不工作(zuo)时功耗接近零的(de)(de)CMOS规(gui)范(fan)(fan)(fan)逻(luo)辑(ji)降生了(le)。RCA公司开发(fa)的(de)(de)产品命名(ming)为4000系(xi)(xi)列(lie)，它的(de)(de)特性是(shi)从3V到18V之间的(de)(de)任何电压下都能够(gou)工作(zuo)。而当时的(de)(de)TTL系(xi)(xi)列(lie)器(qi)件(jian)只能在5V电源工作(zuo)。缺(que)陷是(shi)工作(zuo)速(su)(su)度比TTL慢约(yue)10倍。但(dan)是(shi)作(zuo)为器(qi)件(jian)显现(xian)出诱人的(de)(de)魅(mei)力(li)，在不怎样需求高速(su)(su)工作(zuo)的(de)(de)民用(yong)设(she)备、产业(ye)用(yong)控制(zhi)设(she)备、接近人机界面(mian)局部(bu)等范(fan)(fan)(fan)畴有普遍的(de)(de)应用(yong)价值。

4000系列中不只有逻辑电路，具有CMOS电路特性的模仿开关等器件也相继降生。
CMOS规(gui)(gui)范逻(luo)(luo)辑(ji)中(zhong)，进步了工(gong)作速度的(de)74C/40H系(xi)(xi)列于70年代后期商品化。在80年代的(de)前半期，74HC系(xi)(xi)列疾速被美国JEDEC规(gui)(gui)范委员(yuan)会规(gui)(gui)范化。这样，74HC系(xi)(xi)列就确立了不只(zhi)在CMOS，也包含双极的(de)规(gui)(gui)范逻(luo)(luo)辑(ji)1C中(zhong)的(de)中(zhong)心位置

74系列型的特性是，同系列的产品换代，lC的功用和管脚衔接不改动，总能确保高位的互换性。例如，7400的2输入4电路的NAND电路，能够很容易地换为74LS00。TTL系列的器件被说成是规范逻辑的代名词，就是基于这种构造。
CMOS型从40H/74C系列开端进入TTL的产品换代进程。由于因循了74系列的特性，所以加速了CMOS化的进程。
它的应用范围没有停留在以电池为电源的电子设备中，在信息通讯范畴、以至请求高质量、高牢靠性的产业用设备中也被大量采用。由于74HC市场的不时延伸，使CMOS规范逻辑IC的需求到1990年前后逆转了TTL的需求。
图11.3示出CMOS与TTL各种系(xi)列(lie)产(chan)品的传输延迟时间（开(kai)(kai)关(guan)速度／响应速度）与耗费功(gong)率的关(guan)系(xi)。关(guan)于逻(luo)辑lC来说，由于请求(qiu)高(gao)速功(gong)耗小，所以(yi)TTL需求(qiu)向更低功(gong)耗的产(chan)品开(kai)(kai)展，而(er)CMOS则(ze)要面对更高(gao)速化产(chan)品的挑战(zhan)。

图11.4示出规范逻辑lC的变化过程。大的趋向有两个。 一个个是TTL发挥的市场，即信息通讯／高速，高驱动才能范畴；另一个是CMOS发源的市场，即民用产业／低功耗，高工作余量范畴。它们都遵照低电压、高速化的市场趋向停止系列的世代交替。最近，运用1. 8V电源的应用在增加。在这个工作范畴中，目前只要CMOS产品。