三值BiCMOS通用驱动电路设计

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。三值BiCMOS通用驱动电路设计三值BiCMOS通用驱动电路设计 本文由sdtaxyd贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 维普资讯 第 卷 第 期 年 月 学 （ ） 浙 江 报 工学版） 大 学 三 值 通 用 驱 动 电 路 设 计 姚 茂 群 ， 继 忠 沈 （ 江 大 学 信 息 与 电 子 工 程 学 系 ， 江 杭 州 ； 州 师 范 学 院 信 息 科 学 与 工 程 学 院 ， 江 杭 州 ）

2、 浙 浙 杭 浙 摘 要 ：根 据 ） （电路 的工 作 特 点 ， 出 三 值 电路 的 一 般 结 构 用 传输 电 压 开 关 理 论 ， 开 关 级 设 提 应 从 计 型三 值 通 用 驱 动 电路 ， 运 用 此 电路 设 计 三 值 并 反相 器 电路 量 和 模 拟 结 果 测 表 明 ， 设 计 的 电 路 具 有 理 想 的 逻 辑 功 能 ， 路 结 构 简 单 ， 耗 小 通 用 驱 动 电路 结 构 可 以 应 用 于 任 何 三 值 所 电 功 该 电路 的 设 计 中 ， 计 方 法 简单 可 行 用 相 同 的 设 计 思 路 还 可 以 实 现 其 他 和 设

3、 采 组 合 的通 用 驱 动 电 路 ， 而实 现 任 意 三 值 ） 进 （ 电路 的 设计 关键词 ： 用结构 ； 通 传输 电压 开关 理 论 ； 驱 动 电路 ； 中 图 分 类 号 ： 文献 标 识 码 ： 文 章编 号 ： ） （ （ ） （ ， ， ， ； ， ， ） ： ， ， ， ， ， ， ： ； ； ； 双 极 型 集 成 电 路 是 目前 应 用 最 广 的 数 字 逻 辑 集 电 路 的 缺 点 是 不 能 驱 动 重 负 载 ， 点 是 功 耗 优 成 电路 双极 型 电路 的 主要特 点是 速度快 、 动能力 驱 强、 电路 耦 合 方 便 准互 补 金 属 氧

4、 化 物 半 导 体 】标 （ 数 ， ） 字 集 成 电 路 的基 本 电路 是 个 互 补 的 金 属 氧 化 物 场 小； 双极 型电路 的 缺点 是功 耗 大 ， 点 是 速度 快 优 同 时应用 双极 型 技 术 和 ） （技 术 的双 极 型 ） （ 电 路 ， 电 路 可 以 克 服 两 者 的 缺 点 ， 时 即 同 利 用其优 点 文 以传输 电压 开 关 理 论 为 指 导 ， 本 提 出 了 三 值 电 路 的 一 般 结 构 ， 计 了 设 型 通 用 驱 动 电路 ， 后 根 最 效 应管 ， 电路 的 主要特 点 是 在 待 机状 态 下 不 消 耗 电 源 能 量

5、 ， 出 电压 摆 幅 较 大 ， 乎 可 以 从 输 几 到 电源 电压 ， 而且抗 干扰 性 能好 因此 ， 技 术 具有 低功 耗 、 高噪 声 容 限 和 高封 装 密 度 等 优 点 收 稿 日期 ： 据设计 的通 用驱 动 电路 ， 计 了三 值 设 反相 器 电路 ， 对所设 计 的电路 进行 了计 算机 模拟 验证 并 浙 江 大 学学 报 （ 学 版 】 址 ： 工 网 基 金 项 目 ：浙江 省 自然 科 学 基 金 资 助项 目（ ） 作 者 简 介 ：姚茂 群 （ ） 女 ， 江 杭 州人 ， 士 生 ， 要 从 事 数 字 系 统设 计 与低 功 耗 设 计 研 究

6、一 ， 浙 博 主 ： 通讯联系人 ： 继忠， ， 沈 男 教授 ， 导 博 ： 维普资讯 浙 江 大 学 学 报 （ 学版 ） 工 第 卷 通 ， 截 止 ； （ ） 时 ， 导 当 截 止 ， 相 关研 究 随着集 成 电路 的高速发 展 及其应 用领 域 的不断 扩 大 ， 别是 计算 机 系统及 其应用 领 域 、 信工 程行 特 通 业， 对集 成 电路在 低 电源 电压 、 功耗 、 低 高速 和 高性 和 导通 ， 对地 电容 和 的 电 点 上 荷经 和 和 人地 ， 和 截 止 ， 导 通 种结 构 与 传 统 的 这 反 相 器 很

7、吻 合 ， 图 所 示 如 进 一步 分 析 可 以 知 道 ， 种 一 般 结 构 限 制 了 这 电路 设 计 的灵 活性 ， 际设 计 实 例 也证 明 实 其 不 能代 表 电路 的一 些 新 的设 计 因此 ， 这 种一 般结构 的实 用意 义不 大 价 比等方 面 的要求 越 来 越 高 然 传 统 的双 极 型 电 虽 路 具有 高速 、 电流 驱动 能力 强等优 点 ， 其 功耗 和集 但 成度 无法 适应 超 大 规 模 集 成 （ 技术 快速 发 展 的需 要 一 方 面 ， ， ） 另 一 直作 为集成 电路 主要 技术 平 台的金 属氧 化物 半导体 （ 电路 虽然 在

8、 低 功 耗 、 集 成 度 、 抗 干扰 性 ） 高 强 等方 面有着 双极 型 电路所 没有 的优 势 ， 在高 速 、 但 大 电流 驱 动 场 合 却 显 得 无 能 为 力 如 图 所 示 为 、 极型 晶体 管 和 双 在 速度 和 功耗 方 面 的 比较 管 是 单 独 使 用 不 电 路 ， 是 单 还 独使 用 双极 型电路 都无 法 同时 满足 统各 方 系 面性 能 的所 有要 求 ， 此 ， 合 因 融 和 双 极 型 技 术优 势 的 新 技 术 ） 器 件 及 其 电 路 是 （ 发展 的必然 产物 图 传 统 反 相 器 电 路 目前 已有多 种二值 电路 设 计

9、 方案 ， 也 有 文献 提 出 了二 值 电路 的一般 结 构【 ， 如 图 所示 中 ， 表示 其 网 络 ， 和 传输 电压 开关 理 论 和三 值 电路 传输 电压开关 运算 的定 义为 示 表 网络 厂 时 ， 导 当 （） 通 ， 和 截 止 ， 为 高 电 平 ， 点 和 ， ； 式 中 ： 示 开关 状 态 ， 表 当开关 导 通 （ ） ， 信 时 源 号 被传输 至输 出 ； 反之 ， 当开关 断开 （ ） 时则输 出高阻 了描写 在输 出端 几路 信 号 的合 并 ， 一 为 进 步 引入如 下并 运算 ： ： （ ） 式 中假 设传 输运 算 优 先 于并 运 算 ，

10、且 当 并 。 图 双 极 型 晶体 管和 、 在 速 度 和 功 耗 方 面 的 比较 。 （ ） 时 不允许 和 时 为 ， 为 它 在 物 理 上 表 同 因 示源 和 之 间 出现短路 大 电流 在 三值 电路 中 ， 电源 及 地 应 该 为 电 路 中 的最 高及 最低 电平 ， 分别 对 应 于逻 辑 值 和 另 一个 中间 电平 设 置 为 ， 应 于逻 辑 值 三 对 值 门电路 具有 个 检测 阈 ： 与 用来 ， 区分 这 个逻 辑值 值 、 三 门 电路 主要 采用 多 阈值 管 来 设 计 表 示 了基 于多 阈 图 值 管 的三 值文字 电路 和 由开关 级 设 计

11、方 法 设 计 的三值 文 字 电路 开关 级设 计 表达式 为 图 电 路 的 结 构 。 。 ? 。 ， 。 。 。 ? （） （ ） 由上述表 达 式 ， 以得 到 相应 的 电 路 图 ， 图 所 可 如 维普资讯 http:/www.cqvi 第 期 姚 茂 群 ， ： 值 等 三 通 用 驱 动 电路 设 计 每 一 种 排 列 结 构 都 有 较 好 的 电 路 性 能本 文 以 组 合 为 例 ， 开 关 级 设 计 了 三 值 从 用 驱 动 电 路 通 （） 。 电路 和 符 号 三 值 驱 动 电路 设 计 根据三值 电路 的一 般 结构 ， 出 给 型 三值 驱 动 电

12、路 通 用结 构 ， 如 图 示 据 上 述 讨 论 ， 实 现 三 个 逻 辑 所 根 要 、 （） 路 和 符 号 值， 只驱 动管 必须交 替导 通 ， 在某一 时刻 ， 能有 只 只驱 动管 处于 导通 状 态 ， 外 只驱 动 管 应 处 于截 另 止状 态 ， 以免形 成 电源 之 间的直 接通 路 图 三 值 文 字 电路 应用传 输 电压开关 理论 ， 到 得 一 ? 。 厂 。 ， 一 。尸 厂 一 厂 ? 厂 尸一， （ 。 ） ? 厂 （ ） 由式 （ ） 可以得 到相 应 的电路 图 ， 图 所示 ， 如 当输 （） 路 的 瞬 态 波 形 入信号 厂 一时 ， 一 ，

13、 驱 动管 导通 ， 驱 动管 和 均 截止 ， 时输 出 一 当输 入 信 。 这 ； 号 时 ， 一 厂 一 。 ， 驱 动 管 。导 通 ， 驱 一 一 （） 电路 的瞬 态波形 动管 和 驱 动 管 截 止 ， 时输 出 一 这 ； 当输 入 信 号 时 ， 厂 和 管 同 时 导 通 ， 驱 动管 导通 ， 他 只驱 动管 其 和 。 均 截止 ， 时 输 出 一 对 如 图 所 示 电路 进 行 计 这 图 三值 文 字 电路 模 拟 结果 算 机模拟 ， 果如 图 示 结 所 示 电路 中的。 和 分 别定 义 为 阈 和 阈 。 ， 其 电路 的计 算机模 拟结 果如 图 所示

14、 三 值 电路 的一 般 结 构 实 现三值 驱 动 电路 的关 键 在 于解 决 图 三 值 型 驱 动 电路 通 用 结 构 中间输 出缓 冲 问题 ， 因此 除 了 二值 驱 动 电 路 中 只必需 的驱 动 管 外 ， 需 要 只 能够 驱 动 中 还 间电平 的 驱 动管 立 如 图 所 示 的三 值 建 电路 的 一 般 结 构 体 管一 体 管 逻 辑 （ 晶 晶 ， ） 分为 管 和 这 种 类 型 ， 理论 上讲 ， 从 由于驱 动 管 的 种类 不 同 ， 可 能 将 有 多种排 列组 合 是 ， 过 进 一 步研 究 发 现 ： 是 但 通 不 图 三值 型驱 动 电 路

15、 三值 反 相器 图 三 值 电路 的 一 般 结 构 由于三值 型 驱 动 电 路具 有 通 用 性 ， 需设 计 三 值 只 反相 器 ， 后 然 维普资讯 浙 江 大 学 学 报 （ 学版 ） 工 第 卷 ? （） 瞬态 波形 （） 瞬态 波形 毫 耄 （） 能耗 图 型 三值 驱 动 电路 的模拟 结果 （） 耗 能 图 三 值 反 相 器 电 路 模 拟 结 果 晶体 管 个 献 文 所设 计 的三 值 反 相 器 电路 需 要 采用 三 值 文 字 电路 个 ， 。 。电路 个 ， 外需 要 管 个 ， 计 另 共 个 管 ， 双 极 型 晶

16、 体 管 个 此 ， 文 设 计 的 因 本 反 相 器 电路 结构 更加 简单 当负 载 ， 计 电 时 设 路 的 能 耗 为 接上 驱动 电路 即可构 成 反相 器 应 用传 输 电压开 关理 论 ， 到 三值 得 反相 器 的开 关级 设计 表达式 为 一 。 （ 。 ? ? ） （ ） ? 。 ? 根据 式 （ ） 可 以得 到相 应 的三值 ， 反相 器 ， 如 图 示 过组 合 图 和 ， 成 三值 所 通 构 反 相器 ， 如图 所 示 图 对 所示 电路进 行计 算机 模拟 ， 果如 图 所 示 结 本文 的设 计方 法可 以推广 至任 意三值 电路 ， 设 计 其 他 三

17、值 在 电路 时 ， 只需 设 计 相应 的 电 路 ， 后 将 其 与 然 型驱 动 电路 相 连 即 可 构 成 相 应 的 三 值 电 路 可 以采 用相 同 的设 计 思路设 计 实现 其他 还 和 组合 的驱 动 电路 ， 以满足 不 同的电路 要求 ， 图 三 值 反 相 器 电 路 ，（ ， ）： ， ， 。 ， ， ）： （ ， ? ， ）： ， （ ， ? ， 。 ）： （ 图 三值 反 相 器 电 路 ， ， ， ? ， ，（ ）： 结 语 设计 的三 值 反 相 器 电 路 包 括 输 入 端 在 内 ， 要采 用三值 文字 电路 和。 电路 各 个 ， 需 另外需 要

18、管 个 ， 共计 个 管 ， 极 型 双 吴训 威 多 值 逻 辑 电路 设 计 原 理 杭 州 ： 州 大 学 杭 出版 社 ， 金 忠鹤 ） （ 电路 研 究 杭 州 ： 江 大 学 ， 浙 ： ， 1本文由sdtaxyd贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 维普资讯 第 卷 第 期 年 月 学 （ ） 浙 江 报 工学版） 大 学 三 值 通 用 驱 动 电 路 设 计 姚 茂 群 ， 继 忠 沈 （ 江 大 学 信 息 与 电 子 工 程 学 系 ， 江 杭 州 ； 州 师 范 学 院 信 息 科 学 与 工 程 学 院 ， 江 杭 州 ） 浙 浙 杭 浙 摘 要 ：根 据 ） （电路 的工 作 特 点 ， 出 三 值 电路 的 一 般 结 构 用 传输 电 压 开 关 理 论 ， 开 关 级 设 提 应 从 计 型三 值 通 用 驱 动 电路 ， 运 用 此 电路 设 计 三 值 并 反相 器 电路 量 和 模 拟 结 果 测 表 明 ， 设 计 的 电 路 具 有 理 想 的 逻 辑 功 能 ， 路 结 构 简 单 ， 耗 小 通 用 驱 动