集成电路中缓冲器的作用

缓冲器的概念

缓冲器在不同的领域有不同的含义。

在计算机领域，缓冲器指的是缓冲寄存器，它分输入缓冲器和输出缓冲器两种。前者的作用是将外设送来的数据暂时存放，以便处理器将它取走；后者的作用是用来暂时存放处理器送往外设的数据。有了数控缓冲器，就可以使高速工作的CPU与慢速工作的外设起协调和缓冲作用，实现数据传送的同步。由于缓冲器接在数据总线上，故必须具有三态输出功能。

在其他领域，还有电梯缓冲器，汽车弹簧缓冲器等，其目的是用于减缓速度，提高安全性和舒适性。

微电子学即微型电子学，它是脱胎于电子学与固体物理学的一门交叉性的技术学科，其主要任务是研究在固体（主要是半导体）材料上构成微小型化电子电路、子系统及系统的学科。以微电子学为基础发展起来的集成电路技术包括半导体材料及器件物理，集成电路及系统的设计原理和技术，芯片加工工艺、功能和特性的测试技术等重要组成部分。集成电路就是将晶体管等有源元件和电阻、电容等无源元件，按照一定电路“集成”在一起，完成特定的电路或功能的系统。集成电路比常规的手工组装电路更简洁更具科技性，首先是它在体积上的大大减小，节省了相当一部分空间；其次是在制造工艺技术上有着内在的必然联系，能够一次性加工完成，科技含量更高。

晶体管发明并大量生产之后，各式固态半导体组件如二极管、晶体管等大量使用，取代了真空管在电路中的功能与角色。到了20世纪中后期半导体制造技术进步，使得集成电路成为可能。相对于手工组装电路使用个别的分立电子组件而言，集成电路可以把很大数量的微晶体管集成到一个小芯片，这是一个巨大的进步。集成电路的规模生产能力，可靠性，电路设计的模块化方法确保了快速采用标准化IC代替了设计使用离散晶体管。IC对于离散晶体管有两个主要优势：成本和性能。成本低是由于芯片把所有的组件通过照相平版技术，作为一个单位印刷，而不是在一个时间只制作一个晶体管。性能高是由于组件快速开关，消耗更低能量，因为组件很小且彼此靠近。

1、集成电路技术在信息技术领域中的应用

信息是人类社会最重要的战略资源这一。人类在认识世界、改造世界的一切有意义的活动中都离不开对信息资源的开发、加工和利用。信息技术（InformaTIonTechnology，简称IT），是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。它主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件。在当今这个飞速发展的信息化时代，信息技术作为管理和处理信息的各种技术是人类文明不断向前发展地重要技术手段之一。当然，作为信息技术硬件支持的计算机是必不可少的，但是，计算机中最重要的技术莫过于集成电路技术，于是，集成电路技术成为了信息技术领域中的关键技术。由于它是整个信息技术领域中的最根本的技术支持，所以，它直接决定着信息技术领域的发展。如果集成电路技术能够为计算机提供一个很好的中央处理器的集成电路，那么，计算机的处理速度就会很可观，因此对信息的管理和处理速度就会大大提升。当计算机对信息的管理和处理效率得到提高，就使得信息技术的发展将会较少受到硬件问题的限制，它将会也会发展的更好，在将来更好地为全人类服务。由此可见，集成电路技术在信息技术领域中的应用是信息技术领域的最关键技术，所以，对集成电路技术的进一步开发与研究不仅使该项技术得到革新，而且也使信息技术领域的发展得到很好地促进。

2、在通信上的应用

集成电路在通信中应用广泛，诸如通信卫星，手机，雷达等，我国自主研发的“北斗”导航系统就是其中典型一例。

3、集成电路技术在医疗领域的应用

随着人类社会的不断发展和科学技术的不断进步，人们对医疗健康方面的要求也越来越高，因此，以高新技术为基础的医疗设备和医疗产品逐渐发展起来，依托于高新领域电子技术的各种治疗和监护手段也越来越先进，其中集成电路技术被广泛应用于各种医疗设备和医疗产品中，这使得医疗产品突破了传统观念的约束和限制，更好地发挥了医疗设备及医疗产品的作用，人们的健康水平因此得以提高。

4、集成电路技术在其他领域中的应用

集成电路技术在日常生活中的其他各个领域都有广泛应用。比如说在汽车上，微控制器、功率半导体器件、电源管理器件、LED驱动器和CCFL驱动器等汽车集成电路器件的应用使得汽车能够出于最佳工作状态；再比如说在热能动力工程领域中的应用，最简单的莫过于温控计，当然，火电厂中的信息管理系统是离不开集成电路技术的。

为了克服最基本线路构成的门电路存在着抗干扰性能差和不对称等缺点，可以在输出或输入端附加反相器作为缓冲级；也可以输出或输入端同时都加反相器作为缓冲级。这样组成的门电路，称为带缓冲器的门电路。

带缓冲输出的门电路输出端都是1个反相器，输出驱动能力仅由该输出级的管子特性决定，与各输入端所处逻辑状态无关。而不带缓冲器的门电路其输出驱动能力与输入状态有关。另一方面，带缓冲器的门电路的转移特性至少是由3级转移特性相乘的结果，因此转换区域窄，形状接近理想矩形，并且不随输入使用端数的情况而变化。加缓冲器的门电路，抗干扰性能提高10％电源电压。此外，带缓冲器的门电路还有输出波形对称、交流电压增益大、带宽窄、输入电容比较小等优点。不过，由于附加了缓冲级，也带来了一些缺点。例如传输延迟时间加大，因此，带缓冲器的门电路适宜用在高速电路系统中。

缓冲器是cmos门电路中加在输入端和输出端的反相器；它主要是让门电路有稳定的输出阻，更好的电压传输特性和更陡峭的输出曲线，想象一下如果没有这些反相器，那么一个最简单的与非门电路就是上面两个P-mos并连，而下方两个N-mos串联，那么在输入端输入10和00的时候，输出都应该是1，但是此时因为上方两个P管并联，那么在10时输出电阻是R，在00的时候输出0.5R，对负载输出的电流和电压都不稳定的，但是当在输出端有了反相器后，当输出端高电平的时候永远是R，而低电平的接地阻也都是R，这样做的另一个好处是当有多个输入端的时候，比如ABC三个端口，那么在没有反相器的与非门中用它要实现三者的与非就一定要在下方在串联一个N管，并且在上方在并联一个N管，这样一来当输出111的时候，就有3个P管并联，低电平被抬高了，但是如果你有反相器，那么那么毫无疑问，无论你用何总方式组合你的电路，你总要用一个反相器挂地输出，前面的问题没有了，稳定的电压传输特性得以保持！集成电路中缓冲器的作用 缓冲寄存器又称缓冲器，它分输入缓冲器和输出缓冲器两种。前者的作用是将外设送来的数据暂时存放，以便处理器将它取走;后者的作用是用来暂时存放处理器送往外设的数据。由于缓冲器接在数据总线上，故必须具有三态输出功能。

最基本线路构成的门电路存在着抗干扰性能差和不对称等缺点。为了克服这些缺点，可以在输出或输入端附加反相器作为缓冲级;也可以输出或输入端同时都加反相器作为缓冲级。另一方面。此外，带缓冲器的门电路还有输出波形对称、交流电压增益大、带宽窄、输入电容比较小等优点。