COMS集成电路是互补对称金属氧化物半导体(Complementary symmetry metal oxide semiconductor)集成电路的英文缩写,电路的许多根本逻辑单元都是用增强型PMOS晶体管和增强型NMOS管依照互补对称方式衔接的,静态功耗很小。COMS电路的供电电压电压动摇答应±10,当输出电压高于VDD-0.5VVDD规模比较广在+5–+15V均能正常作业,时为逻辑1,输出电压低于VSS+0.5V(VSS为数字地)为逻辑0,扇出数为10–20个COMS门电路。
输出L:《0.1*Vcc;H:》0.9*Vcc
输入L:《0.3*Vcc;H:》0.7*Vcc
由于CMOS电源选用12V,则输入低于3.6V为低电平,噪声容限为1.8V,高于3.5V为高电平,噪声容限高为1.8V。比TTL有更高的噪声容限。
输出高电平和输出低电平:Uoh≈Vcc,Uol≈GND,
输入高电平和输入低电平:Uih≥0.7Vcc,Uil≤0.2Vcc
由上面可知,在相同5V电源的电压状况下,CMOS电路能够直接驱动TTL,而TTL电路不能直接驱动CMOS电路,故TTL电路驱动CMOS电路需上拉电阻。
3.3V CMOS能够 直接驱动5V的TTL电路。
(当然上面是一般状况,详细仍是要检查所用芯片的datasheet,只需在用的时分留意就行)
比较:A:TTL电路是电流操控器材、CMOS电路是电压操控器材
B:TTL电路的速度快,传输推迟短(5-10ns)可是功耗大
CMOS电路的速度慢,传输推迟长(25-50ns),但功耗低,CMOS电路自身的功耗与输入信号的脉冲频率有关,频率越高,芯片越热,这是正常现象。
二、COMS电路的确定效应
COMS电路由于输入太大的电流,内部的电流急剧增大,除非堵截电源,电流一直在增大。这种效应便是确定效应。当发生确定效应时,COMS的内部电流能到达40mA以上,很简单焚毁芯片。
防护办法:
1)在输入端和输出端加钳位电路,使输入和输出不超越不超越规则电压。
2)芯片的电源输入端加去耦电路,防止VDD端呈现瞬间的高压。
3)在VDD和外电源之间加线流电阻,即便有大的电流也不让它进去。
4)当系统由几个电源别离供电时,开关要按下列次序:敞开时,先敞开COMS电路得电源,再敞开输入信号和负载的电源;封闭时,先封闭输入信号和负载的电源,再封闭COMS电路的电源。
三、CMOS电平接口
咱们对它也不生疏,也是常常和它打交道了,一些关于CMOS的半导体特性在这里就不必烦琐了。许多人都知道的是,正常状况下CMOS的功耗和抗搅扰才能远优于TTL。可是不为人知的是,在高转化频率时,CMOS系列实际上却比TTL消耗更多的功率。
由于CMOS的作业电压现在现已能够很小了,有的FPGA内核作业电压乃至挨近1.5V,这样就使得电平之间的噪声容限比TTL小了许多,因而愈加加剧了由于电压动摇而引发的信号判别过错。
众所周知,CMOS电路的输入阻抗是很高的,因而,它的耦合电容容量能够很小,而不需要运用大的电解电容器了。由于CMOS电路一般驱动才能较弱,所以必须先进行TTL转化后再驱动ECL电路。
此外,规划CMOS接口电路时,要留意防止容性负载过重,不然的话会使得上升时间变慢,并且驱动器材的功耗也将添加(由于容性负载并不消耗功率)。
四、COMS电路的运用留意事项
1)COMS电路时电压操控器材,它的输入总抗很大,对搅扰信号的捕捉才能很强。所以,不必的管脚不要悬空,要接上拉电阻或许下拉电阻,给它一个稳定的电平。
2)输入端接低内阻的信号源时,要在输入端和信号源之间要串联限流电阻,使输入的电流约束在1mA之内。
3)当接长信号传输线时,在COMS电路端接匹配电阻。
4)当输入端接大电容时,应该在输入端和电容直接维护电阻。电阻值为R=V0/1mA.V0是外界电容上的电压。
5)COMS的输入电流超越1mA,就有或许烧坏COMS。
五、CMOS的趋势
进入2000年后,电子电路低电压化的脚步加快了。这与电子设备的信号处置从仿照向数字搬运有密切的联系。像CG(ComputerGraphic,计算机图形)那样,进一步以高速度、高密度(3D,MPEG2,5.lch盘绕平面声等)、并且用电池驱动的笔记本电脑中止修改、阅读。像数码照相机(百万像素&长期电池)那样,恳求更低的功率消耗。
从这种商场意向和半导体厂家的高集成度、高附加值两个视点看,都恳求器材的微细化、低电压化。表13.4列出了包含EIA/JEDEC仍然在审议中的电源电压规模的标准化意向。低电压化业已进入1.0V系电源。
表13.5列出其输入电压标准(接口标准)的意向,到3.3V系(或许3.0V系)电源电压,都是VIL=0.8V、VIH=2.0V便是说以保持TTL电平的“LVTTL”(LV:LowVoltage)作为输入电压标准标准,在TTL习气运用的信息、通讯领域运用着。不过在电源电压进一步下降后,VIL,和VIH的标准就只能选用CMOS电平标准。 图13.6形象地表现出电源电压和高速化的联系。TTL运用在以5V作业为中心的高速运用领域,3V系的运用被合适于Bi-CMOS技能的低电压型(LVTTL)掩盖。TTL/LVTTL的电路阈值规划大约是1.4V,输入“L”/“H”的电压标准是0.8V/2.0V。
CMOS在本来宽的作业电压规模的基础上,发生了低电压、高速产品,也包含了TTL的功能。CMOS的电路阈值规划为1/2VDD,输入“L”/“H”的电压标准是0.25~0.35VDD/0.65~0.75VDD。
CMOS器材的接口以CMOS电平为标准,不过也发生适用特定用途的接口标准。最大的意向是差动传送。这一点将在后面引见。
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