1. 概述
数字逻辑器件是以二进制为原理，实现数字信号逻辑运算和操作的电路。主要分为组合逻辑电路和时序逻辑电路，其中组合逻辑电路的逻辑功能与时间无关，即不具记忆和存储功能，而时序逻辑电路的输出结果不仅与输入逻辑相关，而且还受时序的控制。由于逻辑器件只分高、低点平，电路抗干扰能力强，精度和保密性极佳。
数字逻辑器件广泛应用于逻辑控制、驱动转换和电子系统连接之中，是电子控制系统中不可或缺的关键电路之一。
2. 器件现状及分类
1963年，国际固体电路会议首先发表了制成CMOS集成电路的报告。l967年，RCA(美国无线电公司)开始试销CMOS产品；20世纪70年代初正式推出比较完整的CMOS标准数字电路产品CD4000系列，随后美国Motorola (摩托罗拉)公司也发表了MCL4500系列，两者合称为4000系列。
在20世纪70年代中期，4000A系列发展为4000B系列，工作电压范围从A系列的3-15v扩展为B系列的3-18v，而且B系列除少量器件为非缓冲输出外，大部分器件都是缓冲输出的，使它的参数和性能比A系列有较大的改进。1976年，由JEDEC(联合电子器件工程委员会)制定了统一规范，使B系列的功能和管脚排列标淮化，成为全世界各CMOS集成电路制造厂家共同生产的标准系列。
高速CMOS 54HC/74HC系列与4000系列各个器件的电路图完全相同，都是互补对称的电路结构，即逻辑器件基本上包含数量相同的P管和N管。氧化物隔离、较浅的结深、较短的沟道长度和较小的栅覆盖电容，使高速CMOS集成电路寄生电容比金属栅CMOS减小了一半左右。高速CMOS集成电路较低的开启电压(典型值为0.7v)、较薄的栅氧化层和较短的沟道长度，使它的跨导比金属栅CMOS增长几乎4倍。再加上高速CMOS集成电路寄生电容比金属栅减小了一半左右，两者综合作用的效果使高速CMOS的开关速度达到金属栅CMOS的8—10倍。
高速CMOS 54HC/74HC系列具有下列特点；
具有从简单的门电路至大规模集成电路的全系列产品；
器件功能管脚与路TTL和CMOS 4000系列相同；
工作温度范围宽；
耐闩锁能力强；
全部输入、输出端都有防静电的保护电路；
功耗低；
噪声容限高，
电源电压范围宽
随着个人计算机及电子数据处理设备的普及和推广，特别是袖珍机和便携式电子设备的使用，对高速、低功耗器件的需求越来越迫切，这就促使这些仪器、设备的电源电压下降到3.3±0.3v的标准。对于集成电路而言，则要求在低压下保持甚至超过5V系列的性能。为了开发低压高速CMOS数字集成电路，国家半导体、Motorola和东芝等公司组成一个集团，德州仪器、飞利浦和日立组成另一个集团。在1992年推出了LVQ系列后，又陆续开发出LVX、LVT、LVC、LV、LCX等多种低压高速CMOS系列。
逻辑器件可以按照功能、工艺特点和逻辑电平等方式进行分类。
功能分类
按功能进行划分，逻辑器件可以大概分为以下几类：
门电路和反相器、选择器、译码器、计数器、寄存器、触发器、锁存器、缓冲驱动器、收发器、总线开关、背板驱动器等。
门电路和反相器：逻辑门主要有与门54HC08、与非门54HC00、或门54HC32、或非门54HC02、异或门54HC86、反相器54HC04等；
选择器：主要有2-1、4-1、8-1选择器54HC157、54HC153、54HC151等；
编/译码器：主要有2/4、3/8和4/16译码器54HC139、54HC138、54HC154等；
计数器：主要有同步计数器54HC161和异步计数器54HC393等；
寄存器：主要有串-并移位寄存器54HC164和并-串寄存器54HC165等；
触发器：主要有J-K触发器、带三态的D触发器54HC374、不带三态的D触发器54HC74、施密特触发器等；
锁存器：主要有D型锁存器54HC373、寻址锁存器54HC259等；
缓冲驱动器：主要有带反向的缓冲驱动器54HC240和不带反向的缓冲驱动器54HC244等；
收发器：主要有寄存器收发器54HC543、通用收发器54HC245、总线收发器等；总线开关：主要包括总线交换和通用总线器件等；
背板驱动器：主要包括TTL或LVTTL电平与GTL/GTL+（GTLP）或BTL之间的电平转换器件。
工艺分类
按工艺特点进行划分，逻辑器件可以分为Bipolar、CMOS、SOI CMOS、BiCMOS等工艺。
Bipolar（双极）工艺的器件有： TTL、S、LS、AS、F、ALS；
CMOS工艺的器件有： HC、HCT、CD40000、ACL、FCT、LVC、LV、CBT、ALVC、AHC、AHCT、CBTLV、AVC、GTLP；
SOI CMOS工艺的器件有：HCS、HCTS、ACS、ACTS；
BiCMOS工艺的器件有：BCT、ABT、LVT、ALVT。
电平分类
逻辑器件的电平主要有以下几种：5VTTL、5VCMOS、3.3V电平、2.5V电平等。
5V的逻辑器件：TTL、S、LS、ALS、AS、HCT、HC、BCT、74F、ACT、AC、AHCT、AHC、ABT等系列器件
3.3V及以下的逻辑器件：LV的和V 系列及AHC和AC系列，主要有LV、AHC、AC、ALB、LVC、ALVC、LVT等系列器件。
具体情况可以参考TI公司的逻辑器件产品系列图。
图3.1.1 TI公司的逻辑器件产品系列图
特殊功能逻辑器件
总线保持功能（Bus hold）：由内部反馈电路保持输入端最后的确定状态，防止因输入端浮空的不确定而导致器件振荡自激损坏；输入端无需外接上拉或下拉电阻，节省PCB空间，降低了器件成本开销和功耗。ABT、LVT、ALVC、ALVCH、ALVTH、LVC、GTL系列器件有此功能。命名特征为附加了“H”如：SNJ54LVTH245AFK；
串联阻尼电阻（series damping resistors）：输出端加入串联阻尼电阻可以限流，有助于降低信号上冲/下冲噪声，消除线路振铃，改善信号质量。具有此特征的ABT、LVC、LVT、ALVC系列器件在命名中加入了“2”或“R”以示区别，如ABT162245，ALVCHR162245。对于单向驱动器件，串联电阻加在其输出端，命名如SN54LVC2244；对于双向的收发器件，串联电阻加在两边的输出端，命名如SN54LVCR2245；
上电/掉电三态（PU3S，Power up/power down 3-state）：即热拔插性能。上电/掉电时器件输出端为三态，VCC阀值为2.1V；应用于热拔插器件/板卡产品，确保拔插状态时输出数据的完整性。多数ABT、LVC、LVT、LVTH系列器件有此特征；
ABT器件（Advanced BiCMOS Technology）：结合了CMOS器件(如HC/HCT、LV/LVC、ALVC、AHC/AHCT)的高输入阻抗特性和双极性器件(Bipolar，如TTL、LS、AS、ALS)输出驱动能力强的特点。包括ABT、LVT、ALVT等系列器件，应用于低电压，低静态功耗环境；
VCC/GND对称分布：16位Widebus器件的重要特征，对称配置引脚，有利于改善噪声性能。AHC/AHCT、AVT、AC/ACT、CBT、LVT、ALVC、LVC、ALB系列16位Widebus器件有此特征；
分离轨器件（Split-rail）：即双电源器件，具有两种电源输入引脚VCCA和VCCB，可分别接5V或3.3V电源电压。如ALVC164245、LVC4245等，命名特征为附加了“4”。
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