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cmos电路和cmos器件的特点以及优化分析

信息来源:本站 日期:2017-08-11 

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CMOS的特性

CMOS电路和CMOS器件具有如下特性:

(1)功耗低。

(2)可以在低电压下丁作/工作电压范围宽。

(3)噪声余量大。

(4)容易集成化。

(5)输入阻抗高。

(6)基于输入电容的暂存记忆。


功耗低

CMOS器件具有宏大市场的最大理由就是功率耗费低。正如将CMOS反相器电路(图10.4)置换为等效电路(图10.5)时所看到的那样,不管输入的信号是“L”电平还是“H”电平,p沟MOS晶体管和n沟MOS晶体管中总有一个OFF,处于切断/高阻抗状态。就是说,在稳定状态下,没有从电源(VDD)流向GND(Vss)的电流(贯串电流)。在输入静止,稳定的“H”或者“L”状态下,耗费功率(VDDXIDD)

无限地接近零。只要微小的外表漏电流和pn结漏电流。


在输入信号“H”→“L”或者“L”一“H”转变的过渡状态,p沟MOS晶体管和n沟MOS晶体管两者都处于ON的霎时,由于输出级的耦合电容、浮游电容、负载电容等电容成分的充放电,会有电流活动。所以动态工作时的功耗不是零。

通常在停止数字信号处置的场所,输入信号的上升时间、降落时间十分短(方波),所以贯串电流惹起的功耗不是什么大问题。但是,在应用中间电平的输入信号的振荡电路等应用电路巾,必需留意贯串电流惹起的功耗。例如,1MHz的石英振荡电路中运用CMOS反相器时,大约有10mW的功率耗费。   IC的逻辑状态是在“H”与“L”之间疾速的变动着。在停止高速数字信号处置的场所,由于要对CMOS器件内外的电容成分停止充放电,所以如图10.9所示,会产生相当的电流耗费/功率耗费。在停止设计时,关于CMOS器件必需计算出IC本身所具有的电容成分,还要思索到动态工作时的功率耗费。

图10. 10示出产生电流耗费的状况。mos管'