半导体存储电路（二）

触发器 VS 锁存器 ： 触发器增加了一个触发信号输入端（即时钟信号，CLK），只有当这个时钟信号到来的时候，触发器蔡按照输入的置1回、置0信号置成相应的状态并保持下去。

C1表示CLK是编号为1的一个控制信号（因为没有小圆圈，表示高电平有效， 即CLK=1时触发器输出端才受输入信号的控制 ）

1S和1R表示受C1控制的两个输入信号

·只要有一个输入信号为低电平，与非门的输出均为高电平

·该电路结构实际由G3、G4组成的输入控制电路和G1、G2组成的SR锁存器组成

目的：可以在CLK的有效电平来之前预先将触发器置成指定的状态

其中， '称为 异步置0输入端（异步复位端） ， ‘称为 异步置1输入端（异步置位端） 。

只要 ‘或 ‘置低电平，就可以立即使触发器置1或置0，不受时钟信号的控制。

· 在CLK=1的全部时间里，S和R状态的变化都可能引起输出状态的变化 。在CLK回到0以后，触发器保存的是 CLK回到0以前瞬间的状态。

所以CLK=1期间，S、R的状态的多次变化会使触发器输出的状态发生 多次翻转 ， 降低了触发器的抗干扰能力 。

目的：适应单端输入信号的需要，并且可以避免两个输入端相与为0的不定情况的出现

D触发器特点：在CLK有效电平期间，输出状态和输入状态相同。

在CMOS电路中，常利用CMOS传输门组成D触发器。

在CLK=0之后，由于反相器G1的电容存储效应，短时间内的G1输入端仍然保持 截止以前瞬间的状态，而且这时反相器 、 和 形成了形态 自锁 的闭合回路，所以Q和A'的状态被保存下来。

注：右上角的“一|”表示延迟

脉冲触发SR触发器也叫做 主从SR触发器 。CLK=1时， （主触发器）的输出状态由S和R端的输入状态决定， （从触发器）保持原来的状态不变；当CLK=0时，即下降沿到来的时候，主触发器保持原来的状态不变，从触发器被置成和 相同的状态。

其中，CLK列第二行的符号表示下降沿。

·在一个时钟周期里，输出端的状态只可能改变一次，而且发生在CLK的下降沿。

·CLK高电平期间，主触发器输出的状态可能随S和R状态的变化。

·仍然存在不定态，仍然要保证SR=0。

主从触发发器的理想状态：前言采样，后沿定局

显然目前这种主从触发器还未能满足这样的状态，因为它不是只是根据时钟信号的上升沿那一瞬间来采样的。

要达到这个目的，必须使CLK=1期间，主触发器的输出状态不发生变化

目的：为了使主从SR触发器在S=R=1时也有确定的状态，则将输出端Q和Q'反馈到输入端

分别对J、K、Q取不同的值的组合做讨论

·CLK变化一次，触发器的状态只可能改变一次。

·在CLK为高电平期间，主触发器只可能翻转一次。若在CLK=1期间输入端状态发生变化，需要找到CLK下降沿到来之前的Q状态来决定Q*。

· 存在一次变化问题 （即不能只根据下降沿到来时刻的状态来判断Q*） 这是这个主从JK触发器最大的缺点

也正是这种缺点，使得电路的抗干扰能力很弱，J、K的值在CLK=1期间不能发生变化。也因此违反了采用主从结构的初衷。所以在实际情况下这种触发器是不能使用的。

下图的黄色部分就存在CLK=1期间J、K的变化导致Q的状态也发生了一次翻转的问题。

目的 ：提高触发器的可靠性， 增强抗干扰能力，希望触发器的 次态仅取决于 CLK信号下降沿（或上升沿） 到达时刻 输入信号的状态。而在此之前和之后输入状态的变化对触发器的次态没有影响。

把5.3.2中的主从SR触发器中的SR触发器换成D锁存器，即可构成一个边沿触发器。

在实际中，常用CMOS电路来组成边沿触发器

工作原理：

当CLK=0时， 导通， 断开，所以 =D 断开， 导通，Q保持原来的状态，反馈电路接通，自锁。

当CLK=1时， 断开， 导通，主电路保持原来的状态； 导通， 断开，Q*=D，反馈电路不通。

所以这是个上升沿触发的D触发器。

工作原理：

， ，Q=1

, ，Q=0

工作原理：

当CLK=0时，G3和G4被封锁，输出高电平，触发器保持原态，Q*=Q；G6的输出未D',G5的输出为D。

当CLK由0变成1，即脉冲的上升沿到来的时候，G3和G4门开启，把原来G5和G6门的输出传到G1和G2门处，Q=D。

当CLK=1时，G3和G4开启，但输出互为取反，即必有一个为低电平。若G3，则G3输出为低电平，则G4、G5门被封锁，D数据封锁，通过①线维持Q=1，通过③线阻止Q=0；

当G4输出为0，则G6门封锁，D数据被封锁，使得Q=0，同时②线阻止Q=1,保持Q=0

所以①线为置1线；②为置0维持线和置1阻塞线；③为置0阻塞线。

芯片在电子学中是一种将电路（主要包括半导体设备，也包括被动组件等）小型化或微型化的方式，时常制造在半导体晶圆表面上。从结构上看，芯片由大规模集成电路、阻容元件、保护电路、稳压电路、封装材料等组成。

芯片内部制造工艺：

芯片制造的整个过程包括芯片设计、芯片制造、封装制造、测试等。芯片制造过程特别复杂。

首先是芯片设计，根据设计要求，生成“图案”

1、晶片材料

硅片的成分是硅，硅由石英砂精制而成。硅片经硅元素（99．999％）提纯后制成硅棒，成为制造集成电路的石英半导体材料。芯片是芯片制造所需的特定晶片。晶圆越薄，生产成本就越低，但对工艺的要求就越高。

2、晶圆涂层

晶圆涂层可以抵抗氧化和温度，其材料是一种光致抗蚀剂。

3、晶圆光刻显影、蚀刻

首先，在晶圆（或基板）表面涂覆一层光刻胶并干燥。干燥的晶片被转移到光刻机上。通过掩模，光将掩模上的图案投射到晶圆表面的光刻胶上，实现曝光和化学发光反应。曝光后的晶圆进行二次烘烤，即所谓曝光后烘烤，烘烤后的光化学反应更为充分。

最后，显影剂被喷在晶圆表面的光刻胶上以形成曝光图案。显影后，掩模上的图案保留在光刻胶上。糊化、烘烤和显影都是在均质显影剂中完成的，曝光是在平版印刷机中完成的。均化显影机和光刻机一般都是在线 *** 作，晶片通过机械手在各单元和机器之间传送。

整个曝光显影系统是封闭的，晶片不直接暴露在周围环境中，以减少环境中有害成分对光刻胶和光化学反应的影响。

4、添加杂质

相应的p和n半导体是通过向晶圆中注入离子而形成的。

具体工艺是从硅片上的裸露区域开始，将其放入化学离子混合物中。这个过程将改变掺杂区的传导模式，使每个晶体管都能打开、关闭或携带数据。一个简单的芯片只能使用一层，但一个复杂的芯片通常有许多层。

此时，该过程连续重复，通过打开窗口可以连接不同的层。这与多层pcb的制造原理类似。更复杂的芯片可能需要多个二氧化硅层。此时，它是通过重复光刻和上述工艺来实现的，形成一个三维结构。

5、晶圆

经过上述处理后，晶圆上形成点阵状晶粒。用针法测试了各晶粒的电学性能。一般来说，每个芯片都有大量的晶粒，组织一次pin测试模式是一个非常复杂的过程，这就要求尽可能批量生产相同规格型号的芯片。数量越大，相对成本就越低，这也是主流芯片设备成本低的一个因素。6、封装

同一片芯片芯可以有不同的封装形式，其原因是晶片固定，引脚捆绑，根据需要制作不同的封装形式。例如：DIP、QFP、PLCC、QFN等，这主要取决于用户的应用习惯、应用环境、市场形态等外围因素。

6、测试和包装

经过上述过程，芯片生产已经完成。这一步是测试芯片，去除有缺陷的产品，并包装。

扩展资料：

芯片组是一组集成电路“芯片”一起工作，并作为产品销售。它负责将计算机的核心微处理器与机器的其他部件连接起来。它是决定主板级别的重要组件。过去，芯片组是由多个芯片组成，逐渐简化为两个芯片。

在计算机领域，芯片组通常是指计算机主板或扩展卡上的芯片。在讨论基于英特尔奔腾处理器的个人电脑时，芯片组这个词通常指两种主要的主板芯片组：北桥和南桥。芯片组制造商可以，而且通常是独立于主板的。

例如，PC主板芯片组包括NVIDIA的NFORCE芯片组和威盛电子公司的KT880，它们都是为AMD处理器或许多英特尔芯片组开发的。

单芯片芯片组已经推出多年，如sis 730。

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