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集成注入邏輯電路
閱讀�5726�(shí)間:2010-12-31 16:15:58

  集成注入邏輯路(I2L)又稱并合晶體管邏輯MTL(Merged Transistor Logic),它是一種新型的雙極型邏輯電�。它是在常規(guī)雙極型集成電路工藝的基礎(chǔ)上經(jīng)�(guò)改�(jìn)而成的。將這類基本門電路前后串接起來(lái),經(jīng)�(guò)適當(dāng)組合,即可實(shí)�(xiàn)各種邏輯功能�

概述

  集成注入邏輯電路�1972年誕生以�(lái),發(fā)展很�,對(duì)雙極型大�(guī)模集成電路的�(fā)展起了巨大的推動(dòng)作用。它具有集成度高,功耗—延遲時(shí)間乘積,低制造工藝比較簡(jiǎn)�,可與模擬集成電路和其它�(shù)字電路共作于同一芯片等優(yōu)�(diǎn)。它的出�(xiàn),標(biāo)志著雙極型集成電路在集成度和功耗方面的一次巨大突�,為雙極型大�(guī)模集成電路的�(fā)展開(kāi)辟了新的途徑,越�(lái)越受到人們的重視�

歷史

  雙極型大�(guī)模集成電路的研制�(guò)程中,遇到了很多困難。歸納起�(lái),大致有三點(diǎn)�

 ?�?)單門電路的結(jié)�(gòu)比較�(fù)雜,元件較多,雖然常采用一些簡(jiǎn)化門�(jié)�(gòu),但仍不夠簡(jiǎn)��

  �2)需要采用隔離技�(shù)。隔離在普通雙極型電路中占芯片面積�40�60�,而它又是工藝�(fù)雜的主要原因�

 ?�?)需要電阻,這就難以降低功耗和縮小芯片面積�

  人�?cè)谘兄齐p極型大規(guī)模集成電路的�(shí)踐中,逐漸地認(rèn)�(shí)到:

 ?�?)飽和型�(kāi)�(guān)電路是以共發(fā)射極晶體管作為基本開(kāi)�(guān)元件�,如果用基片作為�(fā)射區(qū)就可以省略掉晶體管之間的隔離�

 ?�?)電路中的電阻是�(wú)源元件它既消耗功率,又占用較大的面視如用有源元件代替,既可降低功耗又可增加集成度�

 ?�?)集成電路中的晶體管存在著寄生晶體管效應(yīng),—般�(yīng)盡量減小乃至消除它,但是,如果能在電路設(shè)�(jì)上有效地利用寄生晶體管作為電路中的元�,既可增加集成度,又可以�(jiǎn)化工藝�

  人們正是沿著這些思路,選擇了�(jié)�(gòu)最�(jiǎn)單的直接耦合晶體管邏輯電路作為改�(jìn)的對(duì)�,研制成功了I2L電路�

特點(diǎn)

  1、集成注入邏輯電路優(yōu)�(diǎn):

 ?、僦圃旃に嚭?jiǎn)�,管芯面積�,在雙極型電路中有較高的集成密��

 ?、诘凸模稍诘碗妷汉偷碗娏髑闆r下工�,有較好的功耗與延遲�(shí)間乘積�

  2、集成注入邏輯電路缺�(diǎn):

  ①速度較低,其主要原因是PNP橫向晶體管PNP的電流增益低,NPN晶體管的�(jié)電容較大,基區(qū)串聯(lián)電阻較大,導(dǎo)致橫流源�(duì)倒相管的充放電時(shí)間較�(zhǎng)�

 ?、诜捶较蜻\(yùn)用的NPN晶體管(�(fā)射區(qū)在下,集電區(qū)在上)的基區(qū)存在少數(shù)載流子減速場(chǎng),截止頻率較低;

  ③IL電路本身是一種飽和型�(kāi)�(guān)電路,在晶體管�(nèi)部存在過(guò)剩的存儲(chǔ)電荷,增加了電路的開(kāi)�(guān)�(shí)間。再�,IL電路的邏輯擺幅小,抗干擾能力�,以及多塊IL邏輯電路集合使用�(shí),存在著注入電流在各電路塊中能否均勻分配等問(wèn)��

 

器件分析

  1、倒置NPN管的共發(fā)射極電流增益β

 ?、偬岣甙l(fā)射區(qū)(N型襯底或N外延�)與基區(qū)的雜�(zhì)濃度��

 ?、谔岣甙l(fā)射區(qū)和基區(qū)中少�(shù)載流子的壽命�

  ③減小基區(qū)寬度�

  ④使集電�(jié)與發(fā)射結(jié)面積比接�

 ?、莞纳票砻鏍顟B(tài)以減小表面復(fù)合速率�

  2、基極串�(lián)電阻rB�(duì)反向�(yùn)用NPN�

  1)對(duì)電流增益β的影�

  2)對(duì)輸出低電平VOL的影�

  3)對(duì)傳輸�(shí)間tpd的影�

  3、橫向PNP管的共基極電流增益�

 ?、倩鶇^(qū)寬度要小,即注入條到NPN管基區(qū)的間距要?�?/FONT>

 ?、谏�?shù)裁流子壽命盡量地�(zhǎng)(所以需�(wú)金操�)�

 ?、郯l(fā)射結(jié)底面積與�(cè)面積之比盡可能地小,所以注入條�(yīng)取窄�(zhǎng)條形狀�

 ?、馨l(fā)射結(jié)兩例雜質(zhì)濃度比盡可能�。對(duì)于側(cè)�,要求PB >> PC,對(duì)于底面,要求Pc>>PB�

  ⑤改善表面狀�(tài),降低表面復(fù)合速率�

維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��

已收錄詞�153979�(gè)

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