实用EMI噪讯对策技术讲座(14)数字电路

早期CMOS的动作速度非常迟缓，目前B家族系列的CMOS广泛应用在各种领域，随着IC设计、制作技术的进化，高速化的CMOS动作速度几乎凌驾LSTTL。CMOS问世后曾经是数字IC的主流，目前已经被兼具CMOS低消费电力与TTL高速特性的BiCMOS系列取代。

数位IC的类别

数字IC的家族成员可以分成：
*TTL
*CMOS
*其它

等三大类。CMOS是互补(complementary)MOS的简写，它是二个MOS型晶体管成对(pair)状结构；TTL则是由双极(bipolar)晶体管构成，全球首颗IC就是TTL type，因此TTL又称为标准TTL。标准TTL问世不久陆续出现其它TTL家族成员，目前标准TTL几乎完全退出市场。

演算理论

数字IC是执行理论演算的主要组件之一，虽然大规模电路不断被IC化制成所谓的「ASIC」，不过基本上任何一种IC都是理论演算集合的结果。

理论分成二值理论与多值理论两种型式，实际上大多采用二值理论方式，二值理论具有两种状态，该二值称为「真」与「伪」，分别使用：
*1→真
*0→伪

二进制的数值。虽然数位IC再将1定义成高(H: High)电压，0定义成低(L: Low)电压，但不论是”H”或是”L”电压两者都是对等。「1为高电压，0为低电压时称为正理论」；「1为低电压，0为高电压称为负理论」。理论演算大致上可以分成：
*组合理论
*顺序理论

两种。所谓组合理论是指输出与输入会比照1对1，一旦决定输入的理论值，对应的输出就会自动决定。表1~表3分别表示理论的真理论值，它也是组合理论的基本要素。
　
表1 AND的真理论值
　
表2 OR的真理论值
　
表3 NOT的真理论值
　
如上所述，可以实现基本组合理论的IC称为网关(gate)IC。所谓顺序理论是指过去的状态影响目前的输出，目前的输出却不能决定目前的输入，亦即它是指记忆过去状态的功能而言。

双稳态电路(FF：Flip Flop)就是典型可以实现顺序理论的IC，双稳态的基本型是RS-FF IC，虽然RS-FF IC能够以输入强度(level)动作，不过目前常用的IC大多采用输入端缘(edge)动作，因此又称为端缘触发双稳态电路(ETFF：Edge Trigger Flip Flop)，其中又以D-FF IC最具代表。