CMOS集成门电路实用.pptx

二、静态特性1.电压传输特性：iD+VDDB1G1D1S1+uI-uOTNTPB2D2S2G2VSSABCDEFUTNVDDUTHUTPUNLUNHAB 段：uI UTN ，uO=VDD 、iD 0，功耗极小。0uO/VuI/VTN 截止、TP 导通，BC 段：TN 导通，uO 略下降。CD 段：TN、TP 均导通。DE、EF 段：与 BC、AB 段对应，TN、TP 的状态与之相反。转折电压指为规定值时，允许波动的最大范围。UNL：输入为低电平时的噪声容限。UNH：输入为高电平时的噪声容限。=0.3VDD噪声容限：第2页/共17页2.电流传输特性：iD+VDDB1G1D1S1+uI-uOTNTPB2D2S2G2VSSABCDEFUTNVDDUTHUTPUNLUNH0uO/VuI/VA BCDEF0iD/mAuI/VUTH电压传输特性电流传输特性AB、EF 段：TN、TP总有一个为截止状态，故 iD 0。CD 段：TN、Tp 均导通，流过两管的漏极电流达到最大值 iD=iD（max)。阈值电压：UTH=0.5 VDD（VDD=3 18 V）第3页/共17页2.3.2 CMOS 与非门、或非门、与门和或门A BTN1 TP1 TN2 TP2Y0 00 11 01 1截通截通通通通截截通截截截截通通1110与非门一、CMOS 与非门uA+VDD+10VVSSTP1TN1TP2TN2ABYuBuYAB&00100111Y=第4页/共17页或非门二、CMOS 或非门uA+VDD+10VVSSTP1TN1TN2TP2ABYuBuYA BTN1 TP1 TN2 TP2Y0 00 11 01 1截通截通通通通截截通截截截截通通1000AB100100111第5页/共17页三、CMOS 与门和或门1.CMOS 与门AB&Y1+VDDVSSTP1TN1TP2TN2ABYABY&+VDDB1G1D1S1ATNTPB2D2S2G2VSS第6页/共17页2.CMOS 或门Y1+VDDB1G1D1S1ATNTPB2D2S2G2VSSAB1ABY1+VDDVSSTP1TN1TN2TP2ABY第7页/共17页四、带缓冲的 CMOS 与非门和或非门1.基本电路的主要缺点(1)电路的输出特性不对称：当输入状态不同时，输出等效电阻不同。(2)电压传输特性发生偏移，导致噪声容限下降。2.带缓冲的门电路在原电路的输入端和输出端加反相器。1ABY与非门或非门同理缓冲或非门与非门缓冲&11第8页/共17页2.3.3 CMOS 与或非门和异或门一、CMOS 与或非门1.电路组成：&ABCD&1YABCDY12.工作原理：由CMOS 基本电路(与非门和反相器)组成。第9页/共17页二、CMOS 异或门1.电路组成：&ABY2.工作原理：&YAB=1 由CMOS 基本电路(与非门)组成。第10页/共17页2.3.4 CMOS 传输门、三态门和漏极开路门一、CMOS传输门(双向模拟开关)1.电路组成：TPCVSS+VDDIO/uuOI/uuTNCIO/uuOI/uuTG2.工作原理：TN、TP均导通，TN、TP均截止，导通电阻小(几百欧姆)关断电阻大(109)(TG 门 Transmission Gate)第11页/共17页二、CMOS 三态门1.电路组成+VDDVSSTP2TN1TP1AYTN212.工作原理Y 与上、下都断开 TP2、TN2 均截止Y=Z(高阻态 非 1 非 0)TP2、TN2 均导通011 010控制端低电平有效(1 或 0)3.逻辑符号YA1EN使能端 EN 第12页/共17页三、CMOS 漏极开路门(OD门 Open Drain)1.电路组成BA&1+VDDYBGDSTNVSSRD外接YAB&符号(1)漏极开路，工作时必须外接电源和电阻。2.主要特点(2)可以实现线与功能：输出端用导线连接起来实现与运算。YCD&P1P2+VDDYRD(3)可实现逻辑电平变换：(4)带负载能力强。第13页/共17页2.3.5 CMOS 电路使用中应注意的几个问题一、CC4000 和 C000 系列集成电路1.CC4000 系列：符合国家标准，电源电压为 3 18 V，功能和外部引线排列与对应序号的国外产品相同。2.C000 系列：早期集成电路，电源电压为 7 15 V，外部引线排列顺序与 CC4000 不同，用时需查阅有关手册。传输延迟时间 tpd标准门=100 nsHCMOS=9nsHCMOS:54/74 系列54/74 HC(带缓冲输出)54/74 HCU(不带缓冲输出)54/74 HCT(与 LSTTL 兼容)二、高速 CMOS(HCMOS)集成电路第14页/共17页三、CMOS 集成电路的主要特点(1)功耗极低。LSI：几个 W，MSI：100 W(2)电源电压范围宽。CC4000 系列：VDD=3 18 V(3)抗干扰能力强。输入端噪声容限=0.3VDD 0.45VDD(4)逻辑摆幅大。(5)输入阻抗极高。(6)扇出能力强。扇出系数：带同类门电路的个数，其大小 反映了门电路的带负载能力。(7)集成度很高，温度稳定性好。(8)抗辐射能力强。(9)成本低。CC4000系列：50个第15页/共17页四、CMOS 电路使用中应注意的几个问题1.注意输入端的静电防护。2.注意输入电路的过流保护。3.注意电源电压极性。5.多余的输入端不应悬空。6.输入端外接电阻的大小不会引起输入电平的变化。与门、与非门：接电源 或 与其他输入端并联或门、或非门：接地 或 与其他输入端并联多余输入端 的处理思考原因？4.输出端不能和电源、地短接。因为输入阻抗极高（108）故 输入电流 0，电阻上的压降 0。第16页/共17页感谢您的欣赏！第17页/共17页