5、半导体逻辑电路技术解析

半导体逻辑电路技术解析

1. 双极型逻辑电路技术

1.1 发射极耦合逻辑（ECL）

发射极跟随器晶体管 T3 和 T4 有助于实现极快的开关时间，同时提供低输出阻抗驱动能力，并调整输出电压电平，以驱动其他类似电路。不过，由于 ECL 电压摆幅小且功耗高，除了在最快的大型计算机和一些极其专业的高速应用中，它并未得到广泛使用。

1.2 集成注入逻辑技术（I2L）

• 发展背景 ：20 世纪 70 年代开发 I2L 是为了创建一种比现有 TTL 电路功耗更低、封装密度更高的双极逻辑系列。相关发展还包括氧化物隔离集成注入逻辑（I3L）、集成肖特基逻辑（ISL）和肖特基晶体管逻辑（STL）。这些双极技术未用于标准现货产品，但在一些定制 IC 产品中有所应用。
• 电路结构与工作原理 ：基本 I2L 门电路中，晶体管 T1 是横向 pnp 器件，T2 是垂直多集电极器件，二者制造合并为一体。T1 作为“注入器”提供恒定电流，作为 T2 的基极输入，除非该电流被施加到栅极输入端子的低电压（逻辑 0）信号吸收。当作为 T2 基极输入电流时，T2 导通，每个集电极输出作为低电阻接地；无基极输入时，集电极开路。该电路具有反相作用，基于电流吸收而非常见的电压信号，是单输入多输出逻辑门，需通过输出公共化实现特定逻辑功能。
• 制造与性能特点 ：I2L 采用标准平面外延方法制造，垂直晶体管反向工作，n 型外延层作为 T2 的发射极。除 RE 外消除所有电阻，使 I2L 门封装密度高。通过调整注入电流 IB（改变 RE