什么是与非门? 与非门的芯片原理是怎么样的?

与非门(英语:NAND gate)是数字电路的一种基本逻辑电路。是与门和非门的叠加，有多个输入和一个输出。 [1] 若当输入均为高电平(1)，则输出为低电平(0);若输入中至少有一个为低电平(0)，则输出为高电平(1)。与非门可以看作是与门和非门的叠加。

与非门是与门和非门的结合，先进行与运算，再进行非运算。与非运算输入要求有两个，如果输入都用0和1表示的话，那么与运算的结果就是这两个数的乘积。如1和1(两端都有信号)，则输出为0;1和0，则输出为1;0和0，则输出为1。与非门的结果就是对两个输入信号先进行与运算，再对此与运算结果进行非运算的结果。简单说，与非与非，就是先与后非。电工学里一种基本逻辑电路，是与门和非门的叠加，有两个输入和一个输出。CMOS电路中的逻辑门有非门、与门、与非门、或非门、或门、异或门、异或非门，施密特触发门、缓冲器、驱动器等与非门则是当输入端中有1个或1个以上是低电平时，输出为高电平;只有所有输入是高电平时，输出才是低电平与非门芯片：74ls系列：74ls00、74LS20，CMOS系列：CD4011

常见的与非门芯片型号有哪些?二非门、三非门、六非门在生活中最常见。下面就跟小编一起看看吧!

常见的与非门芯片型号有NL37WZ04、、三3输入与非门 74HC10、CD4069、单非门、4049CMOS芯片、CD4069、CD4049、SN74LVC2G04等这几种。

常见的与非门芯片型号具有倒相的原理作用，可以提高日常工作中的效率。

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。

CMOS是半导体制造或者器件的最basic，所以我选择专题讲解CMOS与非门，从CMOS与非门的工作原理到电路分析到芯片解剖，刚好这是我大学的毕业设计现成的材料。这次写的最轻松了，不过也是原创哦，虽然是十年前的，哈哈~~。虽然十年了，依然对老唐心存感激，当年差点随大流报名BBS网站开发了，还好自己去解放碑赛格买了个电路回来死乞白赖的找唐老师，还好后来恩准了。

1、CMOS与非门原理：

任何复杂的逻辑功能均可分解为“与”、“或”和“非”操作。通常，CMOS采用正逻辑。对于P管是“串或并与”，而对N管则为“串与并或”。以此可以构成CMOS或非门和与非门。

目前CMOS静态门电路在超大规模集成电路芯片中是非常重要的功能电路。例如在门阵列器件中几乎完全采用CMOS静态门。又如在微处理器及其外围电路中，大部分的控制接口逻辑电路是用CMOS静态门实现的。CMOS静态逻辑电路所以能取得这样的地位主要是由于该电路简单、可靠。

CMOS静态门电路用增强型NFET做下拉管，而用增强型PFET做上拉管，同其他结构的逻辑电路相比CMOS静态门可实现更为对称的上拉和下拉操作。而且在逻辑门处于静态下没有直流通过，其结果是：(1)逻辑电平等于电源电压值(Vdd和地)，故逻辑摆幅最大，(2)CMOS静态门为无比(Ratioless)电路，即门电路的正确操作与PFET和NFET的相对尺寸(两管沟道宽/长比的比值)无关。

静态CMOS逻辑门是由完全对称的NMOS和PMOS晶体管阵列构成的，图2-1给出一个含有任意门的方框示意图。每个输入A，B，C，…同时都连接到一NMOSFET(Ā方框内)和一PMOSFET(A方框内)。

当某条件满足Ā=o和A=1时，它表明上部的A方框内的PMOS FET导通，而此时的Ā方框内的NMOS FET截止处于开路。在此情况下，输出节点与电源电压Vdd接通，故输出为高电平。反之，当条件为Ā=1和A=o时，下部Ā方框内的NMOS FET导通，上部A方框内的PMOS FET截止处于开路，输出节点与地接通，将输出电平下拉至地。

逻辑门电路的设计基本围绕着三个主要任务：形成所需逻辑功能，建立电路的直流特性和分析电路的瞬态响应。逻辑功能的建立是通过上图中Ā和A方框内的串联和并联连接的MOS FET的恰当的布局来实现的。而电路的电特性(直流特性和瞬态响应)则取决于器件的沟道宽/长比、逻辑晶体管的连接和几何版图。

CMOS二输入与非门的电路、真值表分别示于图2-2的(a)、(b)。其中BG1和BG2是增强型PMOS管，它们的源极并联接到正电源Vdd，漏极并联与BG3漏极连接。BG3和BG4是增强型NMOS管。每个PMOS管的栅极与一个NMOS管的栅极连在一起，作为信号输入端。这种PMOS管并联而NMOS串联的结构是CMOS与非门电路的特点。

首先是芯片设计，根据设计要求，生成“图案”

1、晶片材料

晶片材料的成分是硅，硅又是由石英沙精制而成。将硅提纯后制成硅棒，成为制造集成电路的石英半导体材料。将其切片就是芯片制作具体需要的晶圆。

2、晶圆涂层/膜

晶圆涂层可以抵抗氧化和温度，其材料也是光阻的一种。

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操作，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。这样就得到我们所需要的二氧化硅层。

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液中。这一工艺将改变掺杂区的到方式，使每个晶体管都能打开、关闭或携带数据。这时候将这一流程不断的重复，不同层可通过开启窗口联接起来。这一点类似所层PCB板的制作制作原理。 更为复杂的芯片可能需要多个二氧化硅层，。这时候通过重复光刻以及上面流程来实现，形成一个立体的结构。

5、晶圆测试

经过上面的几道工艺之后，晶圆上就形成了一个个格状的晶粒。通过针测的方式对每个晶粒进行电气特性检测。一般来说，每个芯片都有大量的晶粒，组织一次针测试模式是非常复杂的过程，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，这也是主流芯片器件造价低的一个因素。

6、封装

将制造完成晶圆固定，绑定引脚，按照需求去制作成各种不同的封装形式，这就是同种芯片内核可以有不同的封装形式的原因。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。

7、测试和包装

经过上述工艺流程以后，芯片生产就已经全部完成了。这一步是测试芯片，去除有缺陷的产品，并包装。

不过，芯片的制作过程非常复杂，文字表述难免会有不清楚的地方，小编在这里建议大家最好去工厂实地看看芯片到底是如何去制作的。