目前應(yīng)用最廣泛的數(shù)字電路是 TTL 電路和 CMOS 電路。
1、TTL 電路
TTL 電路以雙極型晶體管為開關(guān)元件，所以又稱雙極型集成電路。雙極型數(shù)字集成電路是利用電子和空穴兩種不同極性的載流子進(jìn)行電傳導(dǎo)的器件。
它具有速度高（開關(guān)速度快）、驅(qū)動能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但其功耗較大，集成度相對較低。 根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同，它分為 54 系列和 74 系列，前者為軍品，一般工業(yè)設(shè)備和消費(fèi)類電子產(chǎn)品多用后者。74 系列數(shù)字集成電路是國際上通用的標(biāo)準(zhǔn)電路。其品種分為六大類：74××（標(biāo)準(zhǔn)）、
74S××（肖特基）、74LS××（低功耗肖特基）、74AS××（先進(jìn)肖特基）、74ALS××（先進(jìn)低功耗肖特基）、74F××（高速）、其邏輯功能完全相同。
2、 CMOS 電路
MOS電路又稱場效應(yīng)集成電路，屬于單極型數(shù)字集成電路。單極型數(shù)字集成電路中只利用一種極性的載流子（電子或空穴）進(jìn)行電傳導(dǎo)。
它的主要優(yōu)點(diǎn)是輸入阻抗高、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)且適合大規(guī)模集成。特別是其主導(dǎo)產(chǎn)品 CMOS 集成電路有著特殊的優(yōu)點(diǎn)，如靜態(tài)功耗幾乎為零，輸出邏輯電平可為 VDD 或 VSS，上升和 下降時間處于同數(shù)量級等，因而 CMOS 集成電路產(chǎn)品已成為集成電路的主流之一。
其品種包括 4000 系列的 CMOS 電路以及 74 系列的高速 CMOS 電路。其中 74 系列的高速 CMOS 電路又分為三大類：HC 為 CMOS 工作電平；HCT 為 TTL 工作電平（它可與 74LS 系列互換使用）；
HCU 適用于無緩沖級的 CMOS 電路。74 系列高速 CMOS 電路的邏輯功能和引腳排列與相應(yīng)的 74LS系列的品種相同，工作速度也相當(dāng)高，功耗大為降低。
74 系列可以說是我們平時接觸的最多的芯片，74 系列中分為很多種，而我們平時用得最多的。
應(yīng)該是以下幾種：74LS，74HC，74HCT 這三種
輸入電平 輸出電平
74LS TTL 電平 TTL 電平
74HC COMS 電平 COMS 電平
74HCT TTL 電平 COMS 電平
另外，隨著推出 BiCMOS 集成電路，它綜合了雙極和 MOS 集成電路的優(yōu)點(diǎn)，普通雙極型門電路的長處正在逐漸消失，一些曾經(jīng)占主導(dǎo)地位的 TTL 系列產(chǎn)品正在逐漸退出市場。CMOS 門電路 不斷改進(jìn)工藝，正朝著高速、低耗、大驅(qū)動能力、低電源電壓的方向發(fā)展。BiCMOS 集成電路的 輸入門電路采用 CMOS 工藝，其輸出端采用雙極型推拉式輸出方式，既具有 CMOS 的優(yōu)勢，又具有雙極型的長處，已成為集成門電路的新寵。
3、 CMOS 集成電路的性能及特點(diǎn)
功耗低
CMOS 集成電路采用場效應(yīng)管，且都是互補(bǔ)結(jié)構(gòu)，工作時兩個串聯(lián)的場效應(yīng)管總是處于一個管導(dǎo)通另一個管截止的狀態(tài)，電路靜態(tài)功耗理論上為零。實(shí)際上，由于存在漏電流，CMOS 電路尚有微量靜態(tài)功耗。單個門電路的功耗典型值僅為 20mW，動態(tài)功耗（在 1MHz 工作頻率時）也僅為幾 mW。
工作電壓范圍寬
CMOS 集成電路供電簡單，供電電源體積小，基本上不需穩(wěn)壓。國產(chǎn) CC4000 系列的集成電路，
可在 3~18V 電壓下正常工作。
邏輯擺幅大
CMOS 集成電路的邏輯高電平"1"、邏輯低電平"0"分別接近于電源高電位 VDD 及電源低電位 VSS。
當(dāng) VDD=15V，VSS=0V 時，輸出邏輯擺幅近似 15V。因此，CMOS 集成電路的電壓利用系數(shù)在各類集成 電路中指標(biāo)是較高的。
抗干擾能力強(qiáng)
CMOS 集成電路的電壓噪聲容限的典型值為電源電壓的 45%，保證值為電源電壓的 30%。
隨著電源電壓的增加，噪聲容限電壓的絕對值將成比例增加。對于 VDD=15V 的供電電壓（當(dāng)VSS=0V 時），電路將有 7V 左右的噪聲容限。
輸入阻抗高
CMOS 集成電路的輸入端一般都是由保護(hù)二極管和串聯(lián)電阻構(gòu)成的保護(hù)網(wǎng)絡(luò)，故比一般場效應(yīng)管的輸入電阻稍小，但在正常工作電壓范圍內(nèi)，這些保護(hù)二極管均處于反向偏置狀態(tài)，直流輸入阻抗取決于這些二極管的泄露電流，通常情況下，等效輸入阻抗高達(dá) 103~1011?，因此 CMOS 集成電路
幾乎不消耗驅(qū)動電路的功率。
溫度穩(wěn)定性能好
由于 CMOS 集成電路的功耗很低，內(nèi)部發(fā)熱量少，而且，CMOS 電路線路結(jié)構(gòu)和電氣參數(shù)都具有
對稱性，在溫度環(huán)境發(fā)生變化時，某些參數(shù)能起到自動補(bǔ)償作用，因而 CMOS 集成電路的溫度特性
非常好。一般陶瓷金屬封裝的電路，工作溫度為-55 ~ +125℃；塑料封裝的電路工作溫度范圍為-45
~ +85℃。
扇出能力強(qiáng)
扇出能力是用電路輸出端所能帶動的輸入端數(shù)來表示的。由于 CMOS 集成電路的輸入阻抗極高，
因此電路的輸出能力受輸入電容的限制，但是，當(dāng) CMOS 集成電路用來驅(qū)動同類型，如不考慮速度，
一般可以驅(qū)動 50 個以上的輸入端。
抗輻射能力強(qiáng)
CMOS 集成電路中的基本器件是 MOS 晶體管，屬于多數(shù)載流子導(dǎo)電器件。各種射線、輻射對其導(dǎo)電性能的影響都有限，因而特別適用于制作航天及核實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
可控性好
CMOS 集成電路輸出波形的上升和下降時間可以控制，其輸出的上升和下降時間的典型值為電路傳輸延遲時間的 125%~140%。
接口方便
因?yàn)?CMOS 集成電路的輸入阻抗高和輸出擺幅大，所以易于被其他電路所驅(qū)動，也容易驅(qū)動其他類型的電路或器件。
TTL—Transistor-Transistor Logic 三極管－三極管邏輯 MOS—Metal-Oxide Semiconductor 金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管
CMOS—Complementary Metal-Oxide Semiconductor 互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管
Q：為什么 BJT 比 CMOS 速度要快?
A：很多人只知道 BJT 比 CMOS 快，但不知道為什么。
主要是受遷移率的影響。以 NPN 管和 NMOS 為例，BJT 中的遷移率是體遷移率，大約為
1350cm2/vs。NMOS 中是半導(dǎo)體表面遷移率，大約在 400-600cm2/vs。所以 BJT 的跨導(dǎo)要高于 MOS
的，速度快于 MOS。這也是 NPN（NMOS）比 PNP（PMOS）快的原因。
NPN 比 PNP 快也是因?yàn)檩d流子遷移率不同，NPN 中的基區(qū)少子是電子，遷移率大（1350 左右）；
PNP 的基區(qū)少子是空穴（480 左右）。所以同樣的結(jié)構(gòu)和尺寸的管子，NPN 比 PNP 快。所以在雙極
工藝中，是以作 NPN 管為主，PNP 都是在兼容的基礎(chǔ)上做出來的。MOS 工藝都是以 N 阱 PSUB 工藝為
主，這種工藝可做寄生的 PNP 管，要做 NPN 管就要是 P 阱 NSUB 工藝。
BJT 是之所以叫 bipolar，是因?yàn)榛鶇^(qū)中既存在空穴又存在電子，是兩種載流子參與導(dǎo)電的；
而 MOS 器件的反形層中只有一種載流子參與導(dǎo)電。
但并不是因?yàn)閮煞N載流子導(dǎo)電總的遷移率就大了。而且情況可能恰恰相反。因?yàn)檩d流子的遷
移率是與溫度和摻雜濃度有關(guān)的。半導(dǎo)體的摻雜濃度越高，遷移率越小。而在 BJT 中，少子的遷移率起主要作用。
NPN 管比 PNP 管快的原因是 NPN 的基子少子是電子，PNP 的是空穴，電子的遷移率比空穴大。NMOS比PMOS 快也是這個原因。
而 NPN 比 NMOS 快的原因是 NPN 是體器件，其載流子的遷移率是半導(dǎo)體內(nèi)的遷移率；NMOS 是 表面器件，其載流子的遷移率是表面遷移率（因?yàn)榉葱螌邮窃跂叛跸碌谋砻嫘纬傻模?。而半?dǎo)體的 體遷移率大于表面遷移率。
