cmos电平介绍

CMOS：Complementary Metal Oxide Semiconductor PMOS+NMOS

逻辑电平电压接近于电源电压，0 逻辑电平接近于 0V。而且具有很宽的噪声容限。Vcc：5V；VOH>=4.45V；VOL<=0.5V；VIH>=3.5V；VIL<=1.5V。相对TTL有了更大的噪声容限，输入阻抗远大于TTL输入阻抗。对应3.3V LVTTL，出现了LVCMOS，可以与3.3V的LVTTL直接相互驱动。

3.3V LVCMOS：

Vcc：3.3V；VOH>=3.2V；VOL<=0.1V；VIH>=2.0V；VIL<=0.7V。

2.5V LVCMOS：

Vcc：2.5V；VOH>=2V；VOL<=0.1V；VIH>=1.7V；VIL<=0.7V。

CMOS使用注意：CMOS结构内部寄生有可控硅结构，当输入或输入管脚高于VCC一定值(比如一些芯片是0.7V)时，电流足够大的话，可能引起闩锁效应，导致芯片的烧毁。

COMS电路的使用注意事项

1)COMS电路时电压控制器件，它的输入总抗很大，对干扰信号的捕捉能力很强。所以，不用的管脚不要悬空，要接上拉电阻或者下拉电阻，给它一个恒定的电平。

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，使输入的电流限制在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间接保护电阻。电阻值为R=V0/1mA.V0是外界电容上的电压。

5)COMS的输入电流超过1mA，就有可能烧坏COMS.

CMOS的趋势

进入2000年后，电子电路低电压化的步伐加快了。这与电子设备的信号处置从模仿向数字转移有亲密的关系。像CG（ComputerGraphic,计算机图形）那样，进一步以高速度、高密度（3D，MPEG2，5.lch环绕平面声等）、而且用电池驱动的笔记本电脑停止编辑、阅览。像数码照相机（百万像素&长时间电池）那样，请求更低的功率耗费。

从这种市场意向和半导体厂家的高集成度、高附加值两个角度看，都请求器件的微细化、低电压化。表13.4列出了包括EIA／JEDEC依然在审议中的电源电压范围的规范化意向。低电压化业已进入1.0V系电源。

表13.5列出其输入电压规格（接口规格）的意向，到3.3V系（或者3.0V系）电源电压，都是VIL=0.8V、VIH=2.0V就是说以维持TTL电平的“LVTTL”(LV：LowVoltage)作为输入电压规格规范，在TTL习气运用的信息、通讯范畴运用着。不过在电源电压进一步降低后，VIL，和VIH的规格就只能采用CMOS电平规范。图13.6形象地表现出电源电压和高速化的关系。TTL运用在以5V工作为中心的高速应用范畴，3V系的应用被合适于Bi-CMOS技术的低电压型(LVTTL)掩盖。TTL/LVTTL的电路阈值设计大约是1.4V，输入“L”/“H”的电压规格是0.8V/2.0V。

cmos电平与TTL电力比较

1）TTL电路是电流控制器件，而CMOS电路是电压控制器件。

2）TTL电路的速度快，传输延迟时间短(5-10ns)，但是功耗大。CMOS电路的速度慢，传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。CMOS电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关，频率越高，芯片集越热，这是正常现象。COMS电路的锁定效应：COMS电路由于输入太大的电流，内部的电流急剧增大，除非切断电源，电流一直在增大。这种效应就是锁定效应。当产生锁定效应时，COMS的内部电流能达到40mA以上，很容易烧毁芯片。

防御措施：

1)在输入端和输出端加钳位电路，使输入和输出不超过不超过规定电压。

2)芯片的电源输入端加去耦电路，防止VDD端出现瞬间的高压。

3)在VDD和外电源之间加线流电阻，即使有大的电流也不让它进去。

4)当系统由几个电源分别供电时，开关要按下列顺序：开启时，先开启COMS电路得电源，再开启输入信号和负载的电源;关闭时，先关闭输入信号和负载的电源，再关闭COMS电路的电源。

CMOS电平与TTL电平

逻辑器件中，决定交接信号的规格是由作为DC电学特性的输入电压肯定的。输入电压存在两种规格：将输入断定为“L”的低电平输入电压(VIL)，和输入断定为“H”的高电平输入电压(VIH)。逻辑器件是处置、传送2值逻辑的，所以信号处置必需可以判别“L”或者“H”（“0”或者“1”）。

表13.3列出逻辑器件最典型的输入电压的规格。电源电压为5V的电子设备中，要按CMOS电平或者TTL电平停止设计。为什么存在两种规格，这是由于CMOS与双极的电路构造不同。世界上首先降生的逻辑器件是TTL。TTL长期作为逻辑电路的主流被运用着。后来的CMOS在开展过程中逐步树立起CMOS本人的规格设定，这是历史缘由构成的。

CMOS在与TTL有相同电源电压环境中运用时，设置的信号电平关于TTL没有不适宜。反过来关于不希望在变换CMOS电平上花时间用户来说，在规范CMOS逻辑条件要留意TTL输入产品(74VHCT**，74HCT**型)。CMOS定制IC和CMOS存储器等中，也大量存在用TTL信号电平规格化的产品。

图13.5就规范逻辑的CMOS（以74HC、74VHC为代表）与TTL( 74LS、74ALS)，将电源电压与输入输出电压的DC规格图解化。能够看出，关于“L”电平CMOS与TTL有可以互相接口的规格。关于“H”电平，TTL的输入端能够承受CMOS的输出，不过TTL的输出却不能被CMOS输入承受。但是，能够看出CMOS的“74**xT型”中，输入、输出都可以与TTL接口，没有什么问题。

CMOS器件与TTL不同，由于工作电源电压范围宽，以5V单一-电源为前提设定的TTL电平（VIL=0.8V，VIH=2.0V/绝对值），用同一器件，要适用更低的电源电压是很勉强的。例如，CMOS规范逻辑的恣意系列中，要使电源电压为5V时的输入电压规格值与电源电压为2V时的输入电压规格值相等是不容易的。

CMOS器件中，即便电源电压的运用环境有很大变化，由于输入电压经常设计为电源电压的l/2(50%Vcc)，所以容易与其他器件接口，也能提供确保抗噪声容量（距GND电平或者从电源电平）的性能。

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