[工学]数字电路基础【第五版】.ppt

3.5.3 高速 CMOS 门电路 MOS 管存在较大的极间电容，这是 CMOS4000 系列门电路开关速度不高的原因。因此，要提高 MOS 管的开关速度就必须设法减小 MOS 管的极间电容。为此，需要减少 MOS 管的导电沟道长度，缩小 MOS 管的几何尺寸，从而提高了开关速度。 3.5.4 CMOS 数字集成电路的系列 一、CMOS 数字集成电路系列 CMOS4000 系列 功耗极低、抗干扰能力强； 电源电压范围宽 VDD = 3 ~ 15 V； 工作频率低，fmax = 5 MHz； 驱动能力差。 高速CMOS 系列(又称 HCMOS 系列) 功耗极低、抗干扰能力强；电源电压范围 VDD = 2 ~ 6 V； 工作频率高，fmax = 50 MHz； 驱动能力强。 提高速度措施：减小 MOS 管的极间电容。 由于CMOS电路 UTH ? VDD / 2，噪声容限UNL ? UNH ? VDD / 2，因此抗干扰能力很强。电源电压越高，抗干扰能力越强。 民品 军品 VDD = 2 ~ 6 V T 表示与 TTL 兼容 VDD = 4.5 ~ 5.5 V CC54HC / 74HC 系列 CC54HC / 74HC 系列 T T 按电源电压不同分为 按工作温度不同分为 CC74 系列 CC54 系列 高速 CMOS 系列 HCMOS 电路比 CMOS4000 系列具有更高的工作频率和更强的驱动负载的能力。其中 CMOS4000 系列一般用于工作频率 1 MHz 以下、驱动能力要求不高的场合；HCMOS 常用于工作频率 20 MHz 以下、要求较强驱动能力的场合。 HCMOS 电路保留了 CMOS4000 系列低功耗、高抗干扰能力的优点，已达到 CT54 / CT74LS 的水平。 二、CMOS4000系列和HCMOS 系列的比较 1. 注意不同系列 CMOS 电路允许的电源电压范围不同， 一般多用 + 5 V。电源电压越高，抗干扰能力也越强。 2. CMOS 电路的电源电压极性不可接反，否则，可能会造成电路永久性失效。 3. 在进行 CMOS 电路实验，或对 CMOS 数字系统进行调试、测量时，应先接入直流电源，后接入信号源；使用结束时，应先关信号源，后关直流电源。 一、电源电压 3.5.5 CMOS 集成逻辑门的使用注意事项 1. 闲置输入端不允许悬空。 2. 对于与门和与非门，闲置输入端应接正电源或高电平； 对于或门和或非门的闲置输入端应接地或低电平。 3.5.5 CMOS 集成逻辑门的使用注意事项 3. 闲置输入端不宜与使用输入端并联使用，因为这样会增大输入电容，从而使电路的工作速度下降。但在工作速度很低的情况下，允许输入端并联使用。 二、 闲置输入端的处理 1. 输出端不允许直接与电源 VDD 或地（VSS）相连。 2. 为提高电路的驱动能力，可将同一集成芯片上相同门电路的输入端、输出端并联使用。 3.5.5 CMOS 集成逻辑门的使用注意事项 3. 当 CMOS 电路输出端接大容量的负载电容时，为保证流过管子的电流不超过允许值，需在输出端和电容之间串接一个限流电阻。 三、输出端的连接 1. 焊接时，电烙铁必须接地良好，必要时，可将电烙铁的电源插头拔下，利用余热焊接。 2. 集成电路在存放和运输时，应放在导电容器或金属容器内。 3.5.5 CMOS 集成逻辑门的使用注意事项 3. 组装、调试时，应使所有的仪表、工作台面等有良好的接地。 四、其他注意事项 主要要求： 了解 TTL 电路和 CMOS 电路的接口。 3.6 TTL 电路与 CMOS 电路的接口 3.6.1 TTL 电路驱动 CMOS 电路 TTL电路输出低电平，满足驱动CMOS 电路输入的要求，而输出高电平的下限值小于CMOS电路输入高电平的下限值，它们之间不能直接驱动。因此，应设法提高TTL电路输出高电平的下限值，使其大于CMOS电路输入高电平的下限值。 在TTL电路输出接一个上拉电阻 RU 一、TTL 电路驱动 CMOS4000 系列电路 TTL电路输出和CMOS 电路输入端之间接入一个CMOS电平转换器。 二、TTL电路驱动74HCT高速CMOS电路 高速 CMOS 电路 CC74HCT 系列在 制造时已考虑到和TTL电路的兼容问题，它的输入高电平UIH（min) = 2 V，而TTL电路输出的高电平 UOH（min) = 2.7 V，因此，TTL电路的输出端可直接与高速 CMOS 电路 CC74HCT 系列的输入端