逻辑门电路简介：理解不了电子学你就过气了

实现基本逻辑运算和常用逻辑运算的单元电路称为门电路。逻辑门电路是组成各种数字电路的基本单元电路。将构成门电路的元器件制作在一块半导体芯片上，在封装起来，便构成了集成门电路。按照制造门电路晶体管的不同，分为MOS型、双极型和混合型。MOS型集成逻辑门有CMOS、NMOS和PMOS；双极型集成逻辑门主要有TTL和ECL，混合型集成逻辑门有BiCMOS。其中，使用最广泛的是CMOS逻辑门电路和TTL逻辑门电路。

CMOS逻辑门电路是目前使用最广泛、占主导地位的集成电路。早期的CMOS与TTL逻辑门相比，CMOS速度慢，功耗低，而TTL主要是速度快，但功耗大。后来随着制作工艺的不断改进，CMOS电路的集成度、工作速度、功耗和抗干扰能力远优于TTL。

早期生产的CMOS门电路为4000系列，其工作速度较慢，与TTL不兼容，但功耗低、工作电压范围宽、抗干扰能力强。随后出现了高速CMOS器件HC/HCT系列。与4000系列相比，其工作速度快，带负载能力强。HCT系列与TTL系列兼容，可与TTL器件互换使用。另一种CMOS系列是AHC/AHCT系列，其工作速度达到HC/HCT系列两倍之多。近年来，随着便携式设备（如笔记本电脑、数码相机、手机等）的发展，要求使用体积小、质量小、功耗低的半导体器件，因此先后推出了低电压CMOS器件LVC系列，速度和性能比LVC更好的ALVC系列，超低电压CMOS器件AUC系列，以及低功耗CMOS器件AUP系列，并且半导体制造工艺的进步使它们的成本更低，速度更快。

TTL逻辑门是应用最早，技术比较成熟的集成电路，曾被广泛使用。大规模集成电路的发展，要求每个逻辑单元电路的结构简单，并且功耗低。TTL电路不满足这个条件，因此逐步被CMOS电路所取代，退出其主导地位，目前主要应用于简单的中小规模数字电路。

最早的TTL门电路是74系列。后来为改善工作速度和功耗，使用肖特基三极管，生产出74S系列。之后推出74LS系列，其速度与74系列相当，但功耗却降低到74系列的1/5。74LS系列曾广泛应用于中、小规模集成电路。随着集成电路的发展，生产出进一步改进的74AS系列和74ALS系列。74AS系列与74S系列相比，功耗相当，但速度却提高了两倍。74ALS系列将74LS系列的速度和功耗又进一步改善。而74F系列的速度和功耗介于74AS和74ALS之间，应用于速度要求较高的TTL逻辑门电路。(www.xing528.com)

中小规模集成电路芯片的名称以54或74开始，后加不同系列缩写字母及数字表示，如54/74HC00。中间字母表示不同系列，如HC系列。最后的数字表示不同逻辑功能芯片的编号，如00表示4个2输入与非门，即一个芯片中封装了4个与非门，如图8.1.1所示。图8.1.1（a）所示为双列直插封装的芯片，图8.1.1（b）所示为74HC00引脚排列图。54和74系列的区别是54系列适用的温度更宽，测试和筛选标准更严格。

图8.1.1　74HC00

使用集成门电路芯片时，要特别注意其引脚配置及排列情况，分清每个门的输入端、输出端和电源端、接地端所对应的引脚，这些信息及芯片中门电路的性能参数，都收录在有关产品的数据手册中，因此使用时要养成查阅数据手册的习惯。