ATMEGA8-8PU門電路接口,就要用專門的電平移動電路。

雙極型邏輯門電路除了TTL和ECL之外,尚有集成注入邏輯門電路(IIL①或I2L)和高閾值邏輯門電路(HTL②)。由于IIL電路簡單,易于在硅片上實現(xiàn)高集成度的器件,因而它在大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中得到應用,但不制成單個集成門電路。由于它的高、低電平電壓差值很小,抗干擾能力較差,因而這種門電路的推廣受到限制。至于HTL,雖然它有較強的抗干擾能力,但它的功耗大,開關(guān)速度也不高,已不生產(chǎn)。

ECL門電路為什么具有很高的開關(guān)速度?該類電路有什么特點?

由GaAs材料制成的N溝道場效應管,稱為金屬一半導體場效應管(MES-FET)。它的柵極金屬與N溝道表面接觸形成肖特基勢壘區(qū),與硅JFET中柵極與溝道間的PN結(jié)類似,工作原理也類似。由于砷化鎵器件中載流子的遷移率非常高,因而其工作速度比硅器件快得多。在MESFET管構(gòu)成的邏輯電路中,應用較多的有直接耦合FET邏輯門電路、耗盡型FET邏輯門電路以及肖特基二極管FET邏輯門電路。

直接耦合FET邏輯電路,由MESFET管組成的直接耦合FET反相器如圖.

3.4.1所示,圖中增強型管T1為工作管,耗盡型管vIT2為負載管,下一級門電路的T3作為負載。增強型管的開啟電壓uE為0.1~0.3Ⅴ;耗盡型管的夾斷電壓uD為=0.7~0.1V。由于柵極和溝道間存在肖特.  

圖3.4.1 直接耦合,基勢壘二極管,使MESFET管導通時的柵源電壓vcs  MESFET反相器為0.7Ⅴ。該電路輸入信號的高、低電平分別為0.63Ⅴ和0.54V;輸出信號的高、低電平分別為0.7Ⅴ和0.17V。

IIL系Integrated jection Logic的縮寫。

HTL系High-Threshol Logic的縮寫。

2yD+vGs4=2.IV,輸出為高電平。當輸入增加到vI≥D時,T1管導通,但最初吒仍為2.1V,使T1管工作在飽和區(qū),并產(chǎn)生漏極電流J1,致使流入T4管電流L減少。但T4仍然導通,則輸出電壓的值仍接近于0.7V。當v增加至-0.26Ⅴ時,j1+j3=J2,使jL=0,T4截止。

繼續(xù)增加vI,吒下降使u>vio+|uD|時,T1進入可變電阻區(qū),輸出電壓約為0,17V。此時,T2和T3仍工作在飽和區(qū),D1、D2保持導通,uo=-2+3=-1.23Ⅴ。當輸人達到高電平電壓-0.16Ⅴ以后,輸出電壓下降到-1.27V的低電平。

上述輸入、輸出轉(zhuǎn)折點的電壓值,可以根據(jù)MESFET工作在不同區(qū)域時的JD與vGs及Ds關(guān)系進行計算,詳細內(nèi)容可以參閱參考文獻[1]。

耗盡型MESFET邏輯電路的噪聲容限比直接耦合邏輯電路的噪聲容限高,但電路要求兩個供電電源。

砷化鎵器件最突出的優(yōu)點是工作速度比硅器仵快得多,門傳輸延遲時間為10~100 ps。其缺點是功耗較大,邏輯擺幅小,因此噪聲容限低,抗干擾能力較差。目前砷化鎵技術(shù)主要用于小規(guī)模、中規(guī)模和大規(guī)模集成電路的生產(chǎn)。

為什么砷化鎵器件比硅器件速度快,現(xiàn)在應用較多的有哪幾種類型的邏輯電路?

正負邏輯問題,正負邏輯的規(guī)定,在數(shù)字電路中,可以采用兩種不同的邏輯體制表示電路輸人和輸出的高、

低電平。在前面討論時,將高電平用邏輯1表示,低電平用邏輯0表示,這種表示方法稱為正邏輯體制。如果將高電平用邏輯0表示,低電平用邏輯1表示,則這種表示方法稱為負邏輯體制。

對于同一電路的輸入與輸出關(guān)系的描述,可以采用正邏輯,也可以采用負邏輯描述中的幾個問題.