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CMOS集成電路性能特點及注意事項

日期:2020/11/10 9:46:07
摘要:目前數字集成電路按導電類型可分為雙極型集成電路(主要為TTL)和單極型集成電路(CMOS、NMOS、PMOS等)。CMOS電路的單門靜態功耗在毫微瓦(nw)數量級。

CMOS集成電路的簡介

CMOS互補金屬氧化物半導體,電壓控制的一種放大器件。是組成CMOS數字集成電路的基本單元。

金屬-氧化物-半導體(Metal-Oxide-Semiconductor)結構的晶體管簡稱MOS晶體管,有P型MOS管和N型MOS管之分。由 MOS管構成的集成電路稱為MOS集成電路,而由PMOS管和NMOS管共同構成的互補型MOS集成電路即為 CMOS-IC( Complementary MOS Integrated CIRcuit)。

CMOS集成電路的性能特點

微直流功耗 — CMOS電路的單門靜態功耗在毫微瓦(nw)數量級。

高噪聲容限 — CMOS電路的噪聲容限一般在40%電源電壓以上。

寬工作電壓范圍 — CMOS電路的電源電壓一般為1.5~18伏。

高邏輯擺幅 — CMOS電路輸出高、低電平的幅度達到全電壓的“1”為VDD,邏輯“0”為VSS。

高輸入阻抗 — CMOS電路的輸入阻抗大于108Ω,一般可達1010Ω。

高扇出能力 — CMOS電路的扇出能力大于50。

低輸入電容— CMOS電路的輸入電容一般不大于5PF。

寬工作溫度范圍 — 陶瓷封裝的CMOS電路工作溫度范圍為 - 55 0C ~ 125 0C;塑封的CMOS電路為 – 40 0C ~ 85 0C。

所有的輸入均有刪保護電路,良好的抗輻照特性等。

CMOS與TTL的比較

CMOS發展比TTL晚,但是以其較高的優越性在很多場合逐漸取代了TTL。以下比較兩者性能,大家就知道其原因了。

1.CMOS是場效應管構成,TTL為雙極晶體管構成

2.CMOS的邏輯電平范圍比較大(5~15V),TTL只能在5V下工作

3.CMOS的高低電平之間相差比較大、抗干擾性強,TTL則相差小,抗干擾能力差

4.CMOS功耗很小,TTL功耗較大(1~5mA/門)

5.CMOS的工作頻率較TTL略低,但是高速CMOS速度與TTL差不多相當。

CMOS集成電路的使用注意事項

1、CMOS電路時電壓控制器件,它的輸入總抗很大,對干擾信號的捕捉能力很強。所以,不用的管腳不要懸空,要接上拉電阻或者下拉電阻,給它一個恒定的電平。

2、輸入端接低內組的信號源時,要在輸入端和信號源之間要串聯限流電阻,使輸入的電流限制在1mA之內。

3、當接長信號傳輸線時,在CMOS電路端接匹配電阻。

4、當輸入端接大電容時,應該在輸入端和電容間接保護電阻。電阻值為R=V0/1mA.V0是外界電容上的電壓。

5、CMOS的輸入電流超過1mA,就有可能燒壞CMOS。

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