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cmos電路和cmos器件的特點以及優(yōu)化分析

信息來源:本站 日期:2017-08-11 

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CMOS的特性

CMOS電路和CMOS器件具有如下特性:

(1)功耗低。

(2)可以在低電壓下丁作/工作電壓范圍寬。

(3)噪聲余量大。

(4)容易集成化。

(5)輸入阻抗高。

(6)基于輸入電容的暫存記憶。


功耗低

CMOS器件具有宏大市場的最大理由就是功率耗費低。正如將CMOS反相器電路(圖10.4)置換為等效電路(圖10.5)時所看到的那樣,不管輸入的信號是“L”電平還是“H”電平,p溝MOS晶體管和n溝MOS晶體管中總有一個OFF,處于切斷/高阻抗狀態(tài)。就是說,在穩(wěn)定狀態(tài)下,沒有從電源(VDD)流向GND(Vss)的電流(貫串電流)。在輸入靜止,穩(wěn)定的“H”或者“L”狀態(tài)下,耗費功率(VDDXIDD)

無限地接近零。只要微小的外表漏電流和pn結漏電流。


在輸入信號“H”→“L”或者“L”一“H”轉(zhuǎn)變的過渡狀態(tài),p溝MOS晶體管和n溝MOS晶體管兩者都處于ON的霎時,由于輸出級的耦合電容、浮游電容、負載電容等電容成分的充放電,會有電流活動。所以動態(tài)工作時的功耗不是零。

通常在停止數(shù)字信號處置的場所,輸入信號的上升時間、降落時間十分短(方波),所以貫串電流惹起的功耗不是什么大問題。但是,在應用中間電平的輸入信號的振蕩電路等應用電路巾,必需留意貫串電流惹起的功耗。例如,1MHz的石英振蕩電路中運用CMOS反相器時,大約有10mW的功率耗費。   IC的邏輯狀態(tài)是在“H”與“L”之間疾速的變動著。在停止高速數(shù)字信號處置的場所,由于要對CMOS器件內(nèi)外的電容成分停止充放電,所以如圖10.9所示,會產(chǎn)生相當?shù)碾娏骱馁M/功率耗費。在停止設計時,關于CMOS器件必需計算出IC本身所具有的電容成分,還要思索到動態(tài)工作時的功率耗費。

圖10. 10示出產(chǎn)生電流耗費的狀況。mos管'

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