1.1.2 数字电路的分类及特点

1.数字电路的分类

1)按电路结构分类,可分为分立元件电路和集成电路两大类。分立元件电路是指将电阻、电感、电容、变压器、开关、晶体管等分立元器件用导线在电路板上逐个连接起来的电路,从外观上可以看到一个一个的电子元器件。集成电路是用特殊的半导体制作工艺将许多微小的电子元器件及连接导线制作在同一块半导体晶片上而成为一个不可分割的整体电路(又叫芯片),从外观上看不到任何元器件,只能看到一个一个的引脚。芯片被称为“工业之米”,是信息革命的核心技术和主要推动力。目前,分立元件电路基本上已被集成电路所取代。

2)按所用器件类型分类,可分为双极型(TTL型)和单极型(MOS型)两类。随着技术的进步,集成电路工艺也已从以TTL电路为主变为以CMOS电路为主。

3)按集成度分类,可分为小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)、大规模集成电路(LSI)、超大规模集成电路(VLSI)和特大规模集成电路(ULSI)等,通常把一个芯片封装后含有等效元器件的个数定义为集成度,见表1-1。

表1-1 数字集成电路集成度的分类

4)按逻辑功能特点分类,可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。组合逻辑电路没有记忆功能,其输出信号只与当时的输入信号有关,而与电路以前的状态无关。时序逻辑电路具有记忆功能,其输出信号不仅与当时的输入信号有关,而且与电路以前的状态有关。

2.数字电路的特点

与模拟电路相比,数字电路具有以下特点:

1)数字电路实现很简单,易于设计。数字电路中半导体器件工作在开关状态,饱和和截止两种状态的外部表现是电流的有、无,电压的高、低,这与二进制信号的要求是相对应的。

2)数字电路稳定性好,抗干扰能力强,对元器件的精度要求不高,只要能可靠地区分1和0两种状态就可以了,允许有较大的误差,在一定条件下可通过扩充数字的位数获得较高的精度,便于电路集成化、系列化生产,并具有使用方便、可靠性高等优点。

3)数字信号更便于存储、加密、压缩、传输和再现。

4)数字电路集成度高、产品系列多、通用性强、成本低。

5)数字电路具有“逻辑思维”能力,能够对数字信号进行各种逻辑运算和算术运算,便于采用数字计算机和微处理器来处理信息和参与控制,实现智能化。