TTL和CMOS数字集成电路的计算机检测探讨

程煜涵

摘要：本文对TTL和CMOS数字集成电路的计算机检测问题展开分析与探讨，首先对TTL以及CMOS器件的基本性能以及应用特性进行分析，然后对基于计算机检测技术对芯片质量进行检测的基本原理与方法展开探讨，最后对TTL数字集成电路与CMOS数字集成电路实现并存对接的关键思路进行研究，仅供参考。

关键词：TTL;CMOS;数字集成电路;计算机检测

数字集成电路是数字电路系统中非常重要的构成部分之一，可根据电路结构的差异将数字集成电路划分为TTL以及COMS数字集成电路这两大类型。与其他常规意义上的数字电路相比，数字集成电路具有功耗低、体积小、可适用于大规模工业制造等一系列优势，因而在近年来得到了非常广泛的应用于发展[1]。在数字集成电路的使用过程中，TTL以及COMS数字集成电路常处于并存状态，且需要搭载接口电路实现对接。在这一范畴下，对TTL以及COMS数字集成电路并存对接的相关问题以及芯片质量计算机检测问题进行研究，有着非常重要的意义。

1 TTL以及COMS器件

首先，从TTL数字集成电路的角度上来说，其由两种完全不同的极性载流子所进行电传导形成的双极晶体管构成，因此业内也可将TTL数字集成电路简称为双极性集成器件，具有电流控制的功能，其工作条件为5V以内，波动允许区间为±10%。相较于一般意义上的数字电路而言，TTL数字集成电路具有短至nm单位的延迟时间，对干扰信号有较强的抑制能力，且带负载运行能力强，但正常工作状态下，TTL数字集成电路的消耗功率在mW级别以上，集成度存在不足[2]。

其次，从CMOS数字集成电路的角度上来说，其在集成度方面较前面所提到的TTL数字集成电流明显更具优势，是基于场效应管构成的由一种载流子参与电传导过程的单极性集成器件，从本质上来说属于电压控制期间，在理想运行状态下无输入电流，一般情况下电源电压在5～15V范围内，波动允许区间为±10%。与常规意义上的数字电路相比，CMOS数字集成电路的优势体现在消耗功率低（正常运行工况下，消耗功率为uW单位），工作电流低（正常运行工况下，电流水平在uA范围内），抗干扰能力强，但其在带负载能力以及延迟时间方面不具优势。

2 计算机检测原理

对于一个独立运行的数字集成电路而言，存在与之相对应的标准真值表。在针对待测定电路进行检测的过程中会生成一个实测的真值表。这两个真值表出现的任何不一致都可作为判定被测定电路出现损坏的依据。对于TTL以及COMS数字集成电路而言，在对其进行计算机检测的过程当中，可以将其视作一个使用组合逻辑关系或时序逻辑关系的多输入/多输出数字系统。由于在计算机检测的过程当中已经事先明确了被测定芯片的引脚结构，因此就需要生成四组（每組对应四个状态）的真值表才能够实现对其质量的判定。在此基础之上，可进一步将TTL以及COMS数字集成电路视作一个具有4个输出值以及8个输入值的较大组合电路，共涉及到256种不同的输入组合以及256种与之相对应的输出状态。在实际操作中可以搭载计算机软件将8位输入组合逐次添加至芯片引脚上，然后读回与之相对应的256个四位输出状态，并将读取数据储存于内存中。标准真值表储存于磁盘数据库系统内，并对相应标准真值表进行读入，通过对比实测真值表数据的方式，以判定被测定芯片的质量水平[3]。

3 接口电路

在电源电压条件一致的情况下，基于TTL为CMOS器件提供驱动作用力，意味着TTL作为驱动门存在，而CMOS则作为负载门存在。TTL输出高电平2.4相较于负载门CMOS输入高电平3.5V而言更低，意味着TTL无法直接实现对CMOS的驱动，而应当搭载接口电路实现电平变化。在此过程中可采取的解决方法为：驱动门采用OC门，为集成电极开路与非门，通过该方式实现线与驱动显示器的电平转换，并在TTL以及CMOS并存连接的接口电路中，通过OC门的方式实现电平转换。需要特别注意的一点是，在电平转换的过程当中，在TTL电源电压低于CMOS电源电压的情况下，可以将具有电平偏移电路特征的CMOS期间作为点评转化器使用，以支持低电平→高电平转换，在此过程中将CMOS门电路作为负载门使用，这对实现TTL数字集成电路与CMOS数字集成电路的对接有重要意义。

4 结束语

在数字集成电路中，TTL以及CMOS器件开始呈现出低功耗、大驱动能力、高速性、小体积、以及低电源电压的发展趋势与特点，这导致TTL数字集成电路与CMOS数字集成电路在并存连接使用的过程当中频繁发生电平不匹配的问题[4]。涉及到此种问题时，首先需要对电路性能以及逻辑功能进行关注，然后合理进行电平转换，并提供有充足驱动电流的接口电路，在此基础之上关注对计算机检测技术的合理应用，并将其作为判定芯片质量水平的重要依据，只有借助于此种方式才能够为数字集成电路工艺以及信号处理质量的可靠提升提供重要帮助。

参考文献：

[1]李冠霖，李红.基于CMOS数字集成电路构成的电子电位器研究[J].数码世界，2021，（2）：275-276.

[2]孙玲，陈海进.基于CMOS工艺的中小规模数字集成电路设计浅析[J].南通工学院学报（自然科学版），2004，3（1）：70-72.

[3]刘艳艳，耿卫东，代永平， 等.CMOS数字集成电路I/O单元设计分析[J].南开大学学报（自然科学版），2008，41（1）：18-22.

[4]李兴鸿，赵春荣，赵俊萍.CMOS数字集成电路老炼条件的选择[J].环境技术，2013，（z1）：32-35，43.

华东理工大学 201499