什么是集成電路和數(shù)字電路

集成電路是一種采用特殊工藝，將晶體管、電阻、電容等元件集成在硅基片上而形成的具有一定功能的器件，英文縮寫為IC。

一、集成電路

TTL集成電路由晶體管為基礎(chǔ)構(gòu)成,使用5V的電壓，邏輯“0”輸出電壓小于等于0.2V，邏輯“1”輸出電壓約為3V。

CMOS集成電路由MOS型場效應(yīng)管為基礎(chǔ)構(gòu)成,工作電壓范圍為3-18V，不必像TTL集成電路那樣要用確定的5V電壓。CMOS集成電路的輸入阻抗很高，能耗很低。

放大電路是指以晶體管或場效應(yīng)管為核心，能夠?qū)⑽⑷醯慕涣餍?a target="_blank">信號放大為交流大信號輸出的電路。放大電路實質(zhì)上是一種能量控制電路，通過輸入信號控制電源的能量，產(chǎn)生與輸入信號波形一致且幅值大得多的信號，因此為了實現(xiàn)放大，必須給放大器提供能量。現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，電信號的產(chǎn)生、發(fā)送、接收、變換和處理，幾乎都以放大電路為基礎(chǔ)。

放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻是放大電路的主要性能指標(biāo)。

放大倍數(shù)是衡量放大電路放大能力的指標(biāo)，定義為輸出變化量的幅值與輸入變化量的幅值之比，也稱增益。

輸入電阻是用來衡量放大器對信號源影響的一個性能指標(biāo)，定義為放大電路輸入電壓與輸入電流的比值。通常希望輸入電阻高一些。輸入電阻越大，表明它從信號源取得的電流越小，信號電壓衰減的越少，從而放大電路輸入端所得到的電壓越接近信號真實電壓。

輸出電阻是用來衡量帶負(fù)載能力強弱的性能指標(biāo)，定義為放大電路的內(nèi)阻。通常希望放大電路的輸出電阻低一些，使負(fù)載電阻在較大范圍內(nèi)變化時，可維持輸出信號電壓的基本恒定。

基本放大電路ü晶體管是放大元件，根據(jù)基極輸入的電流信號控制電源供給的能量，使輸出端獲得一個能量較大的信號。

電源VCC除供給能量外，還保證集電結(jié)處于反向偏置。

基極電源VBB和基極電阻Rb的作用是使發(fā)射結(jié)處于正向偏置，并提供大小適當(dāng)?shù)幕鶚O電流，以使放大電路獲得合適的靜態(tài)工作點。

共發(fā)射極放大電路ü放大電路基極電壓由RB1和RB2分壓取得，稱為分壓偏置。

交流旁路電容CE和C2起通交流阻直流的作用，濾除信號中的直流成份，防止后續(xù)放大引起信號失真。

發(fā)射極電阻RE起直流負(fù)反饋作用。負(fù)反饋可以穩(wěn)定晶體管的靜態(tài)工作點，從而提高電路的工作穩(wěn)定性。

共發(fā)射極放大電路放大倍數(shù)大，輸入電阻和輸出電阻大小適中，一般應(yīng)用于低頻多級放大電路的輸入級、中間級或輸出級。

射極跟隨器ü晶體管真正的輸入是輸入和輸出信號差值，具有很深的負(fù)反饋，使得電壓放大倍數(shù)小于1而接近1，輸出和輸入電壓同相，輸入阻抗高、輸出阻抗低，失真小，頻帶寬，工作穩(wěn)定。

射極輸出器雖然不能放大電壓信號，但可以放大電流信號和功率，常應(yīng)用于多級放大電路中高輸入阻抗的輸入級，低輸出阻抗的輸出級，或者作為實現(xiàn)阻抗變換的緩沖級，也常用來增大電流，提高驅(qū)動后級電路的能力。

集成運算放大器簡稱運放，是一種把多級直流放大器做在一個集成片上，只要在外部接少量元件就能完成各種功能的器件。集成運算放大器是一種最為常用的集成電路，在放大器、振蕩器、濾波器、模擬運算等諸多方面得到了廣泛的應(yīng)用。

集成運算放大器內(nèi)部電路可分為輸入級、中間級、輸出級和偏置電路四個基本組成部分。

輸入級的作用是提供與輸出端成同相關(guān)系和反相關(guān)系的兩個輸入，要求其輸入電阻高，能減少零點漂移和抑制干擾信號。

中間級的作用是提供較高的電壓放大倍數(shù)，一般由共發(fā)射極放大電路構(gòu)成；

輸出級與負(fù)載相接，要求其輸出電阻低，帶負(fù)載能力強，能輸出足夠大的電壓和電流，一般由互補對稱電路或射極輸出器構(gòu)成。

偏置電路的作用是為上述各級電路提供穩(wěn)定和合適的偏置電壓和電流，決定各級的靜態(tài)工作點。

二、數(shù)字電路

數(shù)字電路具有對數(shù)字量進行邏輯運算和邏輯處理的功能，與模擬電路相比，它主要對由高低電平表示的數(shù)字信號進行處理，因此具有較強的抗干擾能力。

數(shù)字電路有TTL和CMOS等多種類型。TTL電路出現(xiàn)較早，至今仍為主要的基本邏輯器件，但有被CMOS器件所取代的趨勢。

組合電路和時序電路是數(shù)字電路的兩大類。組合電路不具有記憶功能，而時序電路具有記憶功能。門電路是組合電路的基本單元，觸發(fā)器是時序電路的基本單元。

門電路是數(shù)字邏輯電路中最簡單的元件，目前有大量集成化產(chǎn)品可供選用。最基本的門電路有非門、與門和或門。把這三種基本門電路組合起來可以得到各種復(fù)合門電路，如與門加非門組成與非門，或門加非門組成或非門。

觸發(fā)器是一種可以存儲電路狀態(tài)的電子元件，廣泛用于運算器、計算器、存儲器中。

JK觸發(fā)器有兩個輸入端J和K，一個時鐘信號輸入端CP，兩個預(yù)置端SＤ和RＤ，以及兩個反相輸出端。正常工作時兩預(yù)置端都加高電平1，輸出狀態(tài)由J和K決定。CP脈沖起控制開門作用。

D觸發(fā)器有一個輸入端D和一個時鐘信號輸入端CP，兩個預(yù)置端SＤ和RＤ，以及兩個反相輸出端。正常工作時兩預(yù)置端都加高電平1，輸出狀態(tài)由D決定。CP不加脈沖，則觸發(fā)器都維持原來狀態(tài)不變。當(dāng)CP加時鐘脈沖時，輸出狀態(tài)變得和D相同。