半导体集成电路基本概念

如题所述

半导体集成电路是电子电路的重要组成部分,它通过控制半导体器件的工作状态实现逻辑运算。电路的基本工作状态包括关态和开态。关态时,输出管处于截止状态,输出电压VO等于VOH,表现为高电平;开态时,输出管处于饱和状态,输出电压VO等于VOL,表现为低电平。


电路的电压传输特性描述了输入电压Vi变化时,输出电压VO的响应关系,类似于晶体管的电压传输特性,用曲线图来展示。输出高电平VOH是指至少一个输入为低电平时的电压,而输出低电平VOL则指所有输入为高电平时的电压。为了保证输出的稳定性,设置了门槛值,如最小输入高电平VIHmin和最大输入低电平VILmax。


电路的逻辑特性还包括逻辑摆幅VL(VOH-VOL)、过渡区宽度VW(VIHmin-VILmax)、低电平噪声容限VNML(VILmax-VILmin)和高电平噪声容限VNMH(VOH-VIHmin)。带负载能力,即电路的扇出系数,是指电路在保持逻辑功能时能驱动同类门的最大数量,需同时考虑开态和关态下的负载能力。


电路的静态性能涉及输入短路电流IIL和输入漏电流IIH。静态功耗则是电路在稳定状态下的功率消耗,包括导通功耗和截止功耗的平均值。瞬态响应时间参数如td(瞬态延迟)、tf(瞬态下降时间)、ts(瞬态存储时间)和tr(瞬态上升时间)描述了电路的动态特性,而tPHL(瞬态导通延迟)和tPLH(瞬态截止延迟)则影响电路的响应速度。平均传输延迟时间tpd则是两者之和的平均值,是衡量电路瞬态性能的重要参数。




扩展资料

半导体集成电路是将晶体管,二极管等等有源元件和电阻器,电容器等无源元件,按照一定的电路互联,“集成”在一块半导体单晶片上,从而完成特定的电路或者系统功能。

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