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CMOS的輸入輸出特性這兩個(gè)有什么特征以及有什么需要注意的地方

信息來源:本站 日期:2017-08-28 

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CMOS的輸入輸出特性

在討論與其他器件銜接傳輸信號(hào)的接口問題之前,首先需求深化了解本身的輸入、輸出特性。還需認(rèn)識(shí)在信號(hào)傳輸過程中的延遲時(shí)間、噪聲特性等問題。

1.輸入特性

圖13.3示出CMOS器件的輸入等效電路(以F寫作輸入電路)以及輸入電流—輸入電壓特性。CMOS的輸入端附加有防靜電和外來浪涌進(jìn)入輸入柵極的維護(hù)電路。CMOS的輸入柵極電阻是幾十MQ以上的高電阻(高阻抗),所以實(shí)踐的輸入特性看到的是維護(hù)電路的特性。CMOS輸入電路(維護(hù)電路)可分為以下四品種型:

(1)串聯(lián)電阻+上拉二極管(PU)&下拉二極管(PD)。


(2) PU&PD(擴(kuò)散電阻型PU&PD,擴(kuò)散電阻型PD&PU)。


(3)擴(kuò)散電阻型,二極管+PU/PD(擴(kuò)散電阻型PU+PD,擴(kuò)散電阻型PD+PU)。

(4)只要PD(PD或者擴(kuò)散電阻型PD)。


不管哪品種型,輸入電壓在GND-1VDD之間,從輸入到VDD或者到GND之間都具有幾十MΩ以上的高電阻(高阻抗)。

具有PU的電路中,假如輸入電壓超越VDD+VF(二極管的正向電壓降:0.6~0.8V),那么電流將從輸入向VDD活動(dòng);假如輸入電壓低于GND-VF(0.6-0.8V),那么電流將從GND向輸人活動(dòng)。當(dāng)二極管輸入端有維護(hù)電阻時(shí),流過二極管的電流值被電阻限制。在沒有PU只要PD的維護(hù)電路(電壓變換功用:高電壓變換為低電壓)中,電流與VDD的值無關(guān),到達(dá)PD的擊穿電壓時(shí)開端活動(dòng)。

沒有串聯(lián)電阻或擴(kuò)散電阻的電流途徑中,當(dāng)電流開端流過二極管時(shí),瞬時(shí)大電流會(huì)超越最大額定電流,招致器件被擊穿或劣化,所以要惹起留意。

2.輸出特性

圖13.4示出CMOS器件的輸出等效電路。輸出電壓在GND~VDD之間表現(xiàn)出通常的MOS晶體管的輸出特性。這種狀態(tài)下,具有由輸出電流一輸出電壓計(jì)算出的輸出阻抗特性(規(guī)范邏輯中是幾十Ω)。

在CMOS器件的輸出級(jí),由于存在輸出晶體管的寄生二極管,所以假如加GND以下或者VDD以上的輸出電壓,會(huì)有超越最大額定值的正向電流流過寄生二極管,招致器件劣化以至被擊穿,必需留意這一點(diǎn)。


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