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多值逻辑电路具有很强的单线携带信号能力,为解决集成电路处理速度和互连线占用面积大等问题提供了有效的解决途径。而绝热电路具有能量恢复特性,可极大的降低电路功耗。本文通过对多值逻辑电路和绝热电路工作原理及工作特性的研究,运用电路三要素理论(Theory of Three Essential Circuit Elements, 3ECE),设计新颖的三值钟控传输门绝热逻辑单元电路,三值绝热逻辑门电路,三值绝热组合电路及三值绝热时序电路,实现电路高信息密度及低功耗的目的。论文主要内容包括以下几个部分:1、电路三要素理论和DTCTGAL (Double Power-clock Ternary Clocked Transmission Gate Adiabatic Logic)电路设计:深入研究电路三要素理论,并以其为指导,设计一种新颖的采用双功率时钟的三值钟控传输门绝热逻辑(DTCTGAL)电路。进一步根据DTCTGAL电路的设计思想,应用电路三要素理论,设计三值绝热逻辑门电路。2、基于电路三要素理论的三值绝热基本组合电路设计:以电路三要素理论为指导,推导出三值绝热文字电路、三值绝热三选一选择器的元件级函数式及电路结构,进而得到三值绝热T运算电路、三值绝热比较器等三值绝热基本组合电路设计方案。3、基于电路三要素理论的三值绝热运算电路设计:根据DTCTGAL电路的设计思想及电路三要素理论,从晶体管级设计一位三值绝热全加器及三值绝热全乘器,进而得到四位三值绝热加法器及四位三值绝热乘法器等三值绝热基本运算电路设计方案。4、基于电路三要素理论的三值绝热计数器设计:通过对多值计数器的结构及工作原理的分析,根据DTCTGAL电路的设计思想及电路三要素理论,分别设计三值绝热计数器各个部件,然后进一步得到四位三值绝热计时器的设计方案。最后,用PSPICE模拟验证了所设计的电路具有正确的逻辑功能,且与具有相同功能的传统CMOS电路和三值DPL(Double Pass-transistor Logic)电路相比,所设计的三值绝热电路具有显著的低功耗特性。