使用CMOS集成电路需注意的几个问题(王玲)

[09-12 11:35:05]   来源：http://www.88dzw.com  电路基础   阅读：8387次

文章摘要：使用CMOS集成电路需注意的几个问题(王玲)集成电路按晶体管的性质分为ＴＴＬ和ＣＭＯＳ两大类，ＴＴＬ以速度见长，ＣＭＯＳ以功耗低而著称，其中ＣＭＯＳ电路以其优良的特性成为目前应用最广泛的集成电路。在电子制作中使用ＣＭＯＳ集成电路时，除了认真阅读产品说明或有关资料，了解其引脚分布及极限参数外，还应注意以下几个问题：１、电源问题（１） ＣＭＯＳ集成电路的工作电压一般在３－１８Ｖ，但当应用电路中有门电路的模拟应用（如脉冲振荡、线性放大）时，最低电压则不应低于４．５Ｖ。由于ＣＭＯＳ集成电路工作电压宽，故使用不稳压的电源电路ＣＭＯＳ集成电路也可以正常工作，但是工作在不同电源电压的器件，其输出阻抗、工作速

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使用CMOS集成电路需注意的几个问题(王玲)

集成电路按晶体管的性质分为ＴＴＬ和ＣＭＯＳ两大类，ＴＴＬ以速度见长，ＣＭＯＳ以功
耗低而著称，其中ＣＭＯＳ电路以其优良的特性成为目前应用最广泛的集成电路。在电子制
作中使用ＣＭＯＳ集成电路时，除了认真阅读产品说明或有关资料，了解其引脚分布及极限
参数外，还应注意以下几个问题：

１、电源问题

（１） ＣＭＯＳ集成电路的工作电压一般在３－１８Ｖ，但当应用电路中有门电路的模拟
应用（如脉冲振荡、线性放大）时，最低电压则不应低于４．５Ｖ。由于ＣＭＯＳ集成电路
工作电压宽，故使用不稳压的电源电路ＣＭＯＳ集成电路也可以正常工作，但是工作在不同
电源电压的器件，其输出阻抗、工作速度和功耗是不相同的，在使用中一定要注意。

（２）ＣＭＯＳ集成电路的电源电压必须在规定范围内，不能超压，也不能反接。因为在制
造过程中，自然形成许多寄生二极管，如图１所示为反相器电路，在正常电压下，这些二极
管皆处于反偏，对逻辑功能无影响，但是由于这些寄生二极管的存在，一旦电源电压过高或
电压极性接反，就会使电路产生损坏。

２、驱动能力问题

ＣＭＯＳ电路的驱动能力的提高，除选用驱动能力较强的缓冲器来完成之外，还可将同一个
芯片几个同类电路并联起来提高，这时驱动能力提高到Ｎ倍（Ｎ为并联门的数量）。如图２
所示。

３、输入端的问题

（１）多余输入端的处理。ＣＭＯＳ电路的输入端不允许悬空，因为悬空会使电位不定，破
坏正常的逻辑关系。另外，悬空时输入阻抗高，易受外界噪声干扰，使电路产生误动作，而
且也极易造成栅极感应静电而击穿。所以“与”门，“与非”门的多余输入端要接高电平，
“或”门和“或非”门的多余输入端要接低电平。若电路的工作速度不高，功耗也不需特别
考虑时，则可以将多余输入端与使用端并联。

（２）输入端接长导线时的保护。在应用中有时输入端需要接长的导线，而长输入线必然有
较大的分布电容和分布电感，易形成ＬＣ振荡，特别当输入端一旦发生负电压，极易破坏Ｃ
ＭＯＳ中的保护二极管。其保护办法为在输入端处接一个电阻，如图３所示， Ｒ＝ＶＤＤ
／１ｍＡ。

（３）输入端的静电防护。虽然各种ＣＭＯＳ输入端有抗静电的保护措施，但仍需小心对
待，在存储和运输中最好用金属容器或者导电材料包装，不要放在易产生静电高压的化工材
料或化纤织物中。组装、调试时，工具、仪表、工作台等均应良好接地。要防止操作人员的
静电干扰造成的损坏，如不宜穿尼龙、化纤衣服，手或工具在接触集成块前最好先接一下
地。对器件引线矫直弯曲或人工焊接时，使用的设备必须良好接地。

（４） 输入信号的上升和下降时间不易过长，否则一方面容易造成虚假触发而导致器件失
去正常功能，另一方面还会造成大的损耗。对于７４ＨＣ系列限于０．５ｕｓ以内。若不满
足此要求，需用施密特触发器件进行输入整形，整形电路如图４所示。

（５）ＣＭＯＳ电路具有很高的输入阻抗，致使器件易受外界干扰、冲击和静电击穿，所以
为了保护ＣＭＯＳ管的氧化层不被击穿，一般在其内部输入端接有二极管保护电路，如图５
所示。

其中Ｒ约为１．５－２．５ＫΩ。输入保护网络的引入使器件的输入阻抗有一定下降，但仍
在１０８Ω以上。这样也给电路的应用带来了一些限制：

（Ａ）输入电路的过流保护。ＣＭＯＳ电路输入端的保护二极管，其导通时电流容限一般为
１ｍＡ在可能出现过大瞬态输入电流（超过１０ｍＡ）时，应串接输入保护电阻。例如，
当输入端接的信号，其内阻很小、或引线很长、或输入电容较大时，在接通和关断电源时，
就容易产生较大的瞬态输入电流，这时必须接输入保护电阻，若ＶＤＤ＝１０Ｖ，则取限流
电阻为１０ＫΩ即可。

（Ｂ） 输入信号必须在ＶＤＤ到ＶＳＳ之间，以防二极管因正向偏置电流过大而烧坏。因
此在工作或测试时，必须按照先接通电源后加入信号，先撤除信号后关电源的顺序进行操
作。在安装，改变连接，拔插时，必须切断电源，以防元件受到极大的感应或冲击而损坏。

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