数字逻辑电路：集成电路与摩尔定律的影响

第七章《数字逻辑电路1》主要介绍了集成电路的概念和摩尔定律，并详细介绍了 MOS（金属氧化物半导体）晶体管的构成、工作原理，以及CMOS（互补金属氧化物半导体）电路中的逻辑门。 集成电路是利用工艺将电路中的元件及布线互连，固定在半导体晶片或介质基片上，封装在管壳内，形成具有所需电路功能的微型结构。摩尔定律指出，集成电路上可容纳的晶体管数目约每隔18个月增加一倍。这意味着在价格不变的情况下，每一美元能买到的电脑性能每隔18个月翻两倍以上。这一定律推动了集成电路的快速发展。 MOS晶体管是微处理器的基本组成部分，由N型和P型MOS晶体管组成。N型MOS晶体管的源极不能接电源正极，当栅极加2.9V电压时，漏极和源极导通；当栅极加0V电压时，漏极和源极断开。而P型MOS晶体管的源极不能接地，当栅极加2.9V电压时，漏极和源极断开；当栅极加0V电压时，漏极和源极导通。通过控制这些晶体管的导通和断开状态可以实现不同的逻辑操作。 CMOS电路是一种特殊类型的集成电路，既包含P型晶体管，又包含N型晶体管。它的特点是功耗低、噪声抑制能力强，广泛应用于数字电路设计。 在本章中介绍了常见的逻辑门，包括反相器（非门）、或门（非或门 反相器）、非与门、与门等。它们的输入和输出关系如下：非门的输入和输出相反，即输入为1则输出为0，输入为0则输出为1；或门的输出为1，当且仅当输入至少有一个为1；非或门（反相器）功能与或门相反，输出为1，当且仅当输入全为0；非与门的输出为0，当且仅当输入至少有一个为0；与门（非与门 反相器）功能与非与门相反，输出为0，当且仅当输入全为1。 最后，本章还介绍了组合逻辑电路（判定元件），它不存储信息，输出值只由当前输入决定。组合逻辑电路常用于实现各种逻辑功能，可以根据输入产生特定的输出。 总之，第七章《数字逻辑电路1》详细介绍了集成电路、摩尔定律、MOS晶体管、CMOS电路和各种逻辑门的原理和应用。这些知识对于理解和设计数字逻辑电路至关重要，也是计算机科学和电子工程领域的基础知识。随着技术的发展和摩尔定律的持续推动，集成电路的功能将不断增强，电脑性能也将不断提高。