实现基本逻辑运算和常用逻辑运算的单元电路通称为逻辑门电路。如:实现“与”运算的电子电路称为与逻辑门,简称与门,实现“与非”运算的电子电路称为与非门。与基本逻辑运算和常见逻辑运算相对应,常用的逻辑门电路有与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门等。逻辑门电路是设计数字系统的最小单元。
根据制造工艺的不同,逻辑门电路有两大类,一类是以晶体三极管为主要元件的双极型逻辑门电路,常见的双极型门电路有:(1)TTL门电路(Transistor-Transistor-Logic)——晶体管-晶体管逻辑门电路;(2)ECL门电路(Emitter-Coupled-Logic)——射极耦合逻辑门电路;(3)HTL门电路(Hight-Threshed-Logic)——高阈值逻辑电路;(4)I2L门电路(Integrated –Injection-Logic)——集成注入逻辑电路。另一类是以MOS场效应管为主要元件的MOS型逻辑门电路,常见的MOS型门电路有:(1)PMOS门电路;(2)NMOS门电路;(3)CMOS门电路。
另外,根据门电路输出端结构不同,又可分为基本输出门电路,开路输出门电路(OC门、OD门),三态门电路(TS门)。基本输出门电路可以完成基本的逻辑功能,开路输出门电路不仅可实现基本的逻辑功能,还能实现逻辑电平之间的转换,提高负载驱动能力。三态门既可实现基本逻辑功能,并在输出的高、低两种电平的基础上增加了另一个状态——高阻状态,可用于数字系统中的总线连接。
在数字集成电路中按集成密度的不同,一般可分为小规模集成电路(SSI—Small Scale Integration),中规模集成电路(MSI—Middle Scale Integration),大规模集成电路(LSI—Large Scale Integration)和超大规模集成电路(VLSI——Very Large Scale Integration)。中小规模数字集成电路(SSI和MSI)器件,是工程应用中实现数字系统的基本器件,随着大规模(LSI)和超大规模集成电路(VLSI)的发展,可编程逻辑器件(ASIC、PLD)的应用越来越广泛。可编程逻辑器件是指厂家提供的器件只有构成数字逻辑电路的基本单元电路,器件的具体功能可以由用户通过专门的硬件描述语言编程写入来确定。
本章主要讨论实现基本逻辑关系和常见逻辑关系的门电路,着重它们的逻辑功能和外特性,对其内部结构只作一般性介绍。