电路设计中CMOS电路要注意什么?

CMOS集成电路的使用过程中有什么注意事项?~

(1)在使用和存放时应注意静电屏蔽｡焊接时电烙铁应接地良好或在电烙铁断电情况下焊接｡
(2)正确供电｡芯片的UDD接电源正极

TTL:Transistor-Transistor Logic,即逻辑门电路CMOS:Complementary Metal Oxide Semiconductor指互补金属氧化物(PMOS管和NMOS管)共同构成的互补型MOS集成电路肯定可以互连，都可以用于数字集成电路。使用CMOS集成电路需注意的几个问题 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CMOS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。 （C）由于保护电路吸收的瞬间能量有限，太大的瞬间信号和过高的静电电压将使保护电路失去作用。所以焊接时电烙铁必须可靠接地，以防漏电击穿器件输入端，一般使用时，可断电后利用电烙铁的余热进行焊接，并先焊其接地管脚。 （D）要防止用大电阻串入VDD或VSS端，以免在电路开关期间由于电阻上的压降引起保护二极管瞬时导通而损坏器件。 4、CMOS的接口电路问题 （1）CMOS电路与运放连接。当和运放连接时，若运放采用双电源，CMOS采用的是独立的另一组电源，即采用如图6所示电路，电路中，VD1、VD2为钳位保护二极管，使CMOS输入电压处在10V与地之间。15KΩ的电阻既作为CMOS的限流电阻，又对二极管进行限流保护。若运放使用单电源，且与CMOS使用的电源一样，则可直接相连。 （2）CMOS与TTL等其它电路的连接。在电路中常遇到TTL电路和CMOS电路混合使用的情况，由于这些电路相互之间的电源电压和输入、输出电平及负载能力等参数不同，因此他们之间的连接必须通过电平转换或电流转换电路，使前级器件的输出的逻辑电平满足后级器件对输入电平的要求，并不得对器件造成损坏。逻辑器件的接口电路主要应注意电平匹配和输出能力两个问题，并与器件的电源电压结合起来考虑。下面分两种情况来说明： （A）TTL到CMOS的连接。用TTL电路去驱动CMOS电路时，由于CMOS电路是电压驱动器件，所需电流小，因此电流驱动能力不会有问题，主要是电压驱动能力问题，TT L电路输出高电平的最小值为2．4V，而CMOS电路的输入高电平一般高于3．5V，这就使二者的逻辑电平不能兼容。为此可采用图7所示电路，在TTL的输出端与电源之间接一个电阻R（上拉电阻）可将TTL的电平提高到3．5V以上。 若采用的是OC门驱动，则可采用如图8所示电路。其中R为其外接电阻。R的取值一般在1－4．7KΩ。 （B） CMOS到TTL的连接。CMOS电路输出逻辑电平与TTL电路的输入电平可以兼容，但CMOS电路的驱动电流较小，不能够直接驱动TTL电路。为此可采用CMOS／TTL专用接口电路，如CMOS缓冲器CC4049等，经缓冲器之后的高电平输出电流能满足TTL电路的要求，低电平输出电流可达4mA。实现CMOS电路与TTL电路的连接，如图9所示。 需说明的时，CMOS与TTL电路的接口电路形式多种多样，实用中应根据具体情况进行选择。 5、输出端的保护问题 （1）MOS器件输出端既不允许和电源短接，也不允许和地短接，否则输出级的MOS管就会因过流而损坏。 （2）在CMOS电路中除了三端输出器件外，不允许两个器件输出端并接，因为不同的器件参数不一致，有可能导致NMOS和PMOS器件同时导通，形成大电流。但为了增加电路的驱动能力，允许把同一芯片上的同类电路并联使用。 （3）当CMOS电路输出端有较大的容性负载时，流过输出管的冲击电流较大，易造成电路失效。为此，必须在输出端与负载电容间串联一限流电阻，将瞬态冲击电流限制在10mA以下。

使用CMOS集成电路需注意的几个问题

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CMOS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。
（C）由于保护电路吸收的瞬间能量有限，太大的瞬间信号和过高的静电电压将使保护电路失去作用。所以焊接时电烙铁必须可靠接地，以防漏电击穿器件输入端，一般使用时，可断电后利用电烙铁的余热进行焊接，并先焊其接地管脚。
（D）要防止用大电阻串入VDD或VSS端，以免在电路开关期间由于电阻上的压降引起保护二极管瞬时导通而损坏器件。

4、CMOS的接口电路问题
（1）CMOS电路与运放连接。当和运放连接时，若运放采用双电源，CMOS采用的是独立的另一组电源，即采用如图6所示电路，电路中，VD1、VD2为钳位保护二极管，使CMOS输入电压处在10V与地之间。15KΩ的电阻既作为CMOS的限流电阻，又对二极管进行限流保护。若运放使用单电源，且与CMOS使用的电源一样，则可直接相连。

（2）CMOS与TTL等其它电路的连接。在电路中常遇到TTL电路和CMOS电路混合使用的情况，由于这些电路相互之间的电源电压和输入、输出电平及负载能力等参数不同，因此他们之间的连接必须通过电平转换或电流转换电路，使前级器件的输出的逻辑电平满足后级器件对输入电平的要求，并不得对器件造成损坏。逻辑器件的接口电路主要应注意电平匹配和输出能力两个问题，并与器件的电源电压结合起来考虑。下面分两种情况来说明：
（A）TTL到CMOS的连接。用TTL电路去驱动CMOS电路时，由于CMOS电路是电压驱动器件，所需电流小，因此电流驱动能力不会有问题，主要是电压驱动能力问题，TT L电路输出高电平的最小值为2．4V，而CMOS电路的输入高电平一般高于3．5V，这就使二者的逻辑电平不能兼容。为此可采用图7所示电路，在TTL的输出端与电源之间接一个电阻R（上拉电阻）可将TTL的电平提高到3．5V以上。
若采用的是OC门驱动，则可采用如图8所示电路。其中R为其外接电阻。R的取值一般在1－4．7KΩ。
（B） CMOS到TTL的连接。CMOS电路输出逻辑电平与TTL电路的输入电平可以兼容，但CMOS电路的驱动电流较小，不能够直接驱动TTL电路。为此可采用CMOS／TTL专用接口电路，如CMOS缓冲器CC4049等，经缓冲器之后的高电平输出电流能满足TTL电路的要求，低电平输出电流可达4mA。实现CMOS电路与TTL电路的连接，如图9所示。 需说明的时，CMOS与TTL电路的接口电路形式多种多样，实用中应根据具体情况进行选择。

5、输出端的保护问题
（1）MOS器件输出端既不允许和电源短接，也不允许和地短接，否则输出级的MOS管就会因过流而损坏。
（2）在CMOS电路中除了三端输出器件外，不允许两个器件输出端并接，因为不同的器件参数不一致，有可能导致NMOS和PMOS器件同时导通，形成大电流。但为了增加电路的驱动能力，允许把同一芯片上的同类电路并联使用。
（3）当CMOS电路输出端有较大的容性负载时，流过输出管的冲击电流较大，易造成电路失效。为此，必须在输出端与负载电容间串联一限流电阻，将瞬态冲击电流限制在10mA以下。

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周至县15191952947： 电路设计中CMOS电路要注意什么? - ？
融诚头孢： 使用CMOS集成电路需注意的几个问题 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...

周至县15191952947： 为防止由静电电压造成的损坏,cmos集成电路在应用中应注意哪些? - ？
融诚头孢： 芯片要放在防静电元件盒里,不能随意堆放,拿的时候要用防静电镊子夹取,不可直接用手.不仅芯片储存重要,运输也需要通过防静电运输车,人体防护需要穿戴防静电服,使用防静电手套,防静电鞋等.如果是手工焊接芯片时,要带防静电手腕带接地,要在防静电工作台上进行,防静电是一个体系,从管理到防护设施,人员培训到监测检查等等,需要专业的ESD工程师全方位的管控.

周至县15191952947： 数字电路TTL和CMOS门电路的注意事项 - ？
融诚头孢： 1、主要注意TTL和CMOS门电路闲置端的处理,书上应该都有,如果找不着你在问我. 2、OC门的线与功能和三态门的使用. 3、门电路输入端接电阻是相当于高电平还是低电平,比如大于开门电阻就是高电平,小于开门电阻就是低电平. 但是一般这些都不会直接问你,都是以图的形式给出,然后问表达式.一般就是选择或填空题.

周至县15191952947： CMOS集成电路的使用规则是什么? ？
融诚头孢： ①接电源正极,接电源负极(通常接地),电源绝对不允许反接. CC4000系列的电... 在设计使用中应注意. • ②对器件的输入信号V要求其电压范围在Y矣Kd. ③所有输...

周至县15191952947： cmos 门电路的最突出特点是 - ？
融诚头孢：[答案] 1. CMOS电路的工作速度比TTL电路的稍低. 2. CMOS带负载的能力比TTL电路强. 3. CMOS电路的电源电压允许范围较大,约在3~18V,抗干扰能力比TTL电路强. 4. CMOS电路的功耗比TTL电路小得多.门电路的功耗只有几个μW,中规模集成电路的功...

周至县15191952947： 至高是什么意思,电路设计里的不用的IC引脚 为了不影响电路 使其置高是什么意思?最好详细点,谢谢! - ？
融诚头孢： 这是采用CMOS设计电路时应注意的一个细节,所谓置高,就是将该芯片不用的引脚接到该芯片的供电电源正极,因为CMOS集成电路是电压型器件,容易遭受静电感应发生击穿损坏,所以一般CMOS电路中芯片没有用到的引脚都要进行“置高”或“置低”(多余的引脚接地)处理,置高还是置低都可以,但是不管置高还是置低,都必须保证置高或置低后电路原有的逻辑功能不会发生改变.

周至县15191952947： 请用通俗的语言介绍一下CMOS - ？
融诚头孢： 就是主板设置 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,本意是指互补金属氧化物半导体——一种大规模应用于集成电路芯片制造的原料)是微机主板上的一块可读写的RAM芯片,用来保存当前系统的硬件配置和用户对某些参数的设定.CMOS可由主板的电池供电,即使系统掉电,信息也不会丢失.CMOS RAM本身只是一块存储器,只有数据保存功能.在计算机领域,CMOS常指保存计算机基本启动信息(如日期、时间、启动设置等)的芯片.

周至县15191952947： CMOS是什么?怎么设计? - ？
融诚头孢： CMOS CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor 指互补金属氧化物(PMOS管和NMOS管)共同构成的互补型MOS集成电路制造工艺,它的特点是低功耗.由于CMOS中一对MOS组成的门电路在瞬间看,要么PMOS导通,...

周至县15191952947： 使用CMOS集成电路需采取哪些预防措施?？
融诚头孢：所有MOS集成电路(包括 P 沟道 MOS, N 沟道 MOS, 互补 MOS — CMOS 集成电路) 都有一层绝缘栅,以防止电压击穿.一般器件的绝缘栅氧化层的厚度大约是 25nm 50nm 80nm 三种.在集成电路高阻抗栅前面还有电阻——二极管网络进...

周至县15191952947： 什么是CMOS电路?有何特点?在使用CMOS门电路时,能否将输入端悬空?为什么??? - ？
融诚头孢： CMOS集成电路是用MOS管,而TTL电路是用三极管.所以COMS电路功耗低、适用电压范围宽,高低电平接近理想曲线,由于输入阻抗高,输入端悬空容易受到干扰,不能悬空.COMS速度比TTL低,只要速度够用,设计电路就应该选择COMS器件.http://baike.baidu.com/view/645040.htm CMOS器件已经占主导地位,必将取代TTL.