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什么是数字集成电路?详解其型号组成、逻辑功能、类别,及与模拟集成电路的主要区别

来源:华强商城 发布时间:2022-05-25

摘要: 数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。从功能上来看,数字集成电路内部可以分为数据通路和控制逻辑两大部分。数字集成电路品种繁多,包括各种门电路、触发器、计数器、编译码器、存储器等数百种器件。它们广泛地应用于生活中的各个方面,如各类消费电子产品、计算机等都是有数字集成电路的存在。

数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。从功能上来看,数字集成电路内部可以分为数据通路和控制逻辑两大部分。这两大部分都是由大量的时序逻辑电路集成的,而且绝大部分都是同步的时序电路,因为时序电路被多个触发器或寄存器分成若干节点,而这些触发器在时钟的控制下会按同样的节拍来工作,可以简化设计。数字集成电路品种繁多,包括各种门电路、触发器、计数器、编译码器、存储器等数百种器件。它们广泛地应用于生活中的各个方面,如各类消费电子产品、计算机等都是有数字集成电路的存在。下文中为大家介绍什么是数字集成电路,它的型号组成、逻辑功能、类别,及与模拟集成电路的区别。

数字集成电路                               


什么是数字集成电路?


  数字集成电路是基于数字逻辑(布尔代数)设计和运行的,用于处理数字信号的集成电路。根据集成电路的定义,也可以将数字集成电路定义为:将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。根据数字集成电路中包含的门电路或元、器件数量,可将数字集成电路分为小规模集成(SSI)电路、中规模集成MSI电路、大规模集成(LSI)电路、超大规模集成VLSI电路、特大规模集成(ULSI)电路和巨大规模集成电路(GSI,Giga Scale Integration)。

  小规模集成电路包含的门电路在10个以内,或元器件数不超过10个;中规模集成电路包含的门电路在10~100个之间,或元器件数在100~1000个之间;大规模集成电路包含的门电路在100个以上,或元器件数在1,000~10, 000个之间;超大规模集成电路包含的门电路在1万个以上,或元器件数在100,000~1,000,000之间;特大规模集成电路的门电路在10万个以上,或元器件数在1,000,000~10,000,000之间。随着微电子工艺的进步,集成电路的规模越来越大,简单地以集成元件数目来划分类型已经没有多大的意义了,目前暂时以“巨大规模集成电路”来统称集成规模超过1亿个元器件的集成电路。

  数字集成电路的型号组成规则是什么?

  数字集成电路的型号组成一般由前缀、编号、后缀三大部分组成,前缀代表制造厂商,编号包括产品系列号、器件系列号,后缀一般表示温度等级、封装形式等。如表0—1所示为TTL 74系列数字集成电路型号的组成及符号的意义。


数字集成电路的逻辑功能是怎样的?


  可将数字逻辑电路分成组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。在组合逻辑电路中,任意时刻的输出仅取决于当时的输入,而与电路以前的工作状态无关。最常用的组合逻辑电路有编码器、译码器、数据选择器、多路分配器、数值比较器、全加器、奇偶校验器等。在时序逻辑电路中,任意时刻的输出不仅取决于该时刻的输入,还与电路原来的状态有关。因此,时序逻辑电路必须有记忆功能,必含有存储单元电路。最常用的时序逻辑电路有寄存器、移位寄存器、计数器等。

  具体的组合逻辑电路和时序逻辑电路不胜枚举。由于它们的应用十分广泛,所以都有标准化、系列化的集成电路产品,通常把这些产品叫做通用集成电路。与此相对应地把那些为专门用途而设计制作的集成电路叫做专用集成电路(ASIC)。


数字集成电路有哪些类别?

 

按电路结构可分为 TTL 和 CMOS 两大系列,以及将 TTL 与 CMOS 集成在一起的 BiCMOS 芯片。
按集成度可分为小规模集成(SSI)电路、中规模集成(MSI)电路、大规模集成(LSI)电路、超大规模集成(VLSI)电路、特大规模集成(ULSI)电路和极大规模集成电路(GLSI)。
按功能分类有:门电路、触发器、存储器、单片机等专用集成电路,数量很多,无法逐一罗列。


数字集成电路与模拟集成电路的功能、应用及区别都有哪些?

 

模拟集成电路功能:输入温度、湿度、光学、压电、声电等各种传感器或天线采集的外界自然信号,经过模拟电路预处理后,转为合适的数字信号输入到数字系统中。

模拟集成电路应用:以计算机和通信技术为代表的高科技产品在国防科技、工业生产和日常生活中越来越广泛的应用


数字集成电路功能:用于处理数字信号的集成电路。

数字集成电路应用:的应用十分广泛,所以都有标准化、系列化的集成电路产品,通常把这些产品叫做通用集成电路。


数字集成电路与模拟集成电路两者区别如下:

一、指代不同

1、模拟集成电路:是由电容、电阻、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理模拟信号的集成电路。

2、数字集成电路:是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。

二、分类不同

1、模拟集成电路:如运算放大器、模拟乘法器、锁相环、电源管理芯片等。模拟集成电路的主要构成电路有:放大器、滤波器、反馈电路、基准源电路、开关电容电路等。

2、数字集成电路:数字集成电路分为小规模集成(SSI)电路、中规模集成MSI电路、大规模集成(LSI)电路、超大规模集成VLSI电路和特大规模集成(ULSI)电路。

三、特点不同

1、模拟集成电路:基本电路包括电流源、单级放大器、滤波器、反馈电路、电流镜电路等,由它们组成的高一层次的基本电路为运算放大器、比较器,更高一层的电路有开关电容电路、锁相环、ADC/DAC等。根据输出与输入信号之间的响应关系,又可以将模拟集成电路分为线性集成电路和非线性集成电路两大类。

2、数字集成电路:是基于数字逻辑(布尔代数)设计和运行的,用于处理数字信号的集成电路。根据集成电路的定义,也可以将数字集成电路定义为:将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。

 


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