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CMOS集成电路使用要注意的事项

2022-06-19 14:28分类:电子元器件 阅读:

 

CMOS集成电路芯片应用要留意的事宜

集成电路芯片按晶体三极管的类型分成TTL和CMOS两类,TTL以速率渐长,CMOS以功能损耗低而而出名,在其中CMOS电源电路以其优异的特点变成现在使用最普遍的集成电路芯片。在电子制作中应用CMOS集成电路芯片时,除开仔细阅读文章产品介绍或相关材料,掌握其脚位遍布及極限主要参数外,还应留意下列一些难题:

MOS、CMOS集成电路

1、开关电源难题

(1) CMOS集成电路芯片的工作标准电压一般在3-18V,但当运用线路中有逻辑门的仿真模拟运用(如单脉冲震荡、线形变大)时,最少工作电压则不可小于4.5V。因为CMOS集成电路芯片工作标准电压宽,故应用不稳压管的电路CMOS集成电路芯片还可以正常的工作中,可是工作中在不一样电源电压的元器件,其输出阻抗、工作中的速度和功能损耗不是一样的,在应用中一定要留意。

(2)CMOS集成电路芯片的电源电压务必在要求区域内,不可以过压,也不可以接反。由于在生产流程中,当然产生很多内寄生二极管,如图所示1所显示为反相器电源电路,在一切正常工作电压下,这种二极管皆处在反偏,对逻辑性作用无危害,可是因为这种内寄生二极管的存有,一旦电源电压过高或工作电压旋光性接错,便会使电源电路造成毁坏。

2、推动工作能力难题

MOS、CMOS集成电路

CMOS电源电路的推动功能的提升 ,除采用推动工作能力很强的油压缓冲器来进行以外,还可将同一个集成ic好多个类似电源电路串联起來提升,这时候推动工作能力提升到N倍(N为串联门的总数)。如图所示2所显示。

3、键入端难题

(1)不必要键入端解决。CMOS电源电路的键入端不允许悬在空中,由于悬在空中会使电位差不确定,毁坏一切正常的逻辑顺序。此外,悬在空中时输入电阻高,易受外部噪音影响,使电源电路造成错误操作,并且也容易导致栅压磁感应静电感应而穿透。因此“与”门,“和非”门的不必要键入端要接上拉电阻,“或”门和“或者非”门的不必要键入端要接低电频。若电源电路的运行效率不高,功能损耗都不需尤其考虑到时,则能够将不必要键入端与应用端串联。

MOS、CMOS集成电路

(2)键入线接长输电线时的维护。在使用中有时候键入端必须驳接的输电线,而长键入线必定有很大的趋肤效应和遍布电感器,易产生LC震荡,尤其当键入端一旦产生负工作电压,非常容易毁坏CMOS中的维护二极管。其维护方法为在键入端处接一个电阻器,如图所示3所显示, R=VDD/1mA。

(3)键入端静电感应安全防护。尽管各种各样CMOS键入端有防静电的保障措施,但仍需当心看待,在储存和输送中最好用不锈钢容器或是导电性原材料包裝,不必放到易发生静电感应髙压的化工原料或化学纤维面料中。拼装、调节时,专用工具、仪表盘、操作台等均应优良接地装置。要避免使用工作人员的静电干扰导致的毁坏,如不适合穿涤纶、化学纤维衣服裤子,手或专用工具在触碰场效应管前较好先接一下地。对元器件导线校直弯折或人力电焊焊接时,应用的设施务必优良接地装置。

(4) 键入讯号的升高和上升幅度不容易太长,不然一方面非常容易产生虚报开启而造成 元器件丧失正常的作用,另一方面还会继续导致大的耗损。针对74HC系列产品仅限于0.5us之内。若不符合此规定,要用哈里斯触发器原理件开展键入整形美容,整形电路如图所示4所显示。

(5)CMOS电源电路具备很高的输入电阻,导致元器件易受外部影响、冲击性和静电感应穿透,因此 为了更好地维护CMOS管的空气氧化层不被穿透,一般在其內部键入线接有二极管维护电源电路,如图所示5所显示。

在其中R约为1.5-2.5KΩ。键入维护互联网的加入使元件的输入电阻有一定降低,但仍在108Ω之上。那样也给电源电路的使用提供了一些限定:

MOS、CMOS集成电路

(A)键入控制电路的过电流保护。CMOS电源电路键入端维护二极管,其通断时电流量容限一般为1mA?在有可能发生过大暂态键入电流量(超出10mA)时,应串连键入维护电阻器。比如,当键入线接的数据信号,其内电阻不大、或导线较长、或键入电容器很大时,在连接和关闭开关电源时,就非常容易造成很大的暂态键入电流量,这时候务必接键入维护电阻器,若VDD=10V,则取功率电阻为10KΩ就可以。

(B) 键入数据信号需要在VDD到VSS中间,防止二极管因正方向参考点电流量过大而烧毁。因而在运行或检测时,务必依照先连接主机电源后添加数据信号,先撤销数据信号后关开关电源的先后顺序开展实际操作。在安裝,更改联接,拔插时,务必断开开关电源,防止元器件遭受很大的磁感应或冲击性而毁坏。

(C)因为维护电源电路消化吸收的一瞬间动能比较有限,很大的一瞬间数据信号和过高的静电电压将使维护电源电路丧失功效。因此点焊时电铬铁务必安全可靠接地装置,防止走电穿透元器件键入端,一般应用时,可停电后运用电铬铁的废热开展电焊焊接,并先焊其接地装置引脚。

MOS、CMOS集成电路

(D)要预防用大电阻器串入VDD或VSS端,以防在电源电路电源开关期内因为电阻器上的损耗造成维护二极管瞬间通断而破坏元器件。

4、CMOS的通信接口难题

(1)CMOS电源电路与运算放大器联接。当和运算放大器联接时,若运算放大器选用双电源开关,CMOS选用的是单独的另一组开关电源,即选用如图所示6所显示电源电路,电源电路中,VD1、VD2为钳位维护二极管,使CMOS键入工作电压处于10V与地中间。15KΩ的电阻器既做为CMOS的功率电阻,又对二极管开展过流保护维护。若运算放大器应用单开关电源,且与CMOS应用的开关电源一样,则可立即相接。

(2)CMOS与TTL等其他线路的联接。在电源电路中常会碰到TTL电源电路和CMOS电源电路混和应用的状况,因为这种电源电路彼此之间的电源电压和键入、輸出脉冲信号及负荷工作能力等主要参数不一样,因而它们中间的联接务必根据脉冲信号变换或电流量变换电源电路,使前面元器件的输入输出的逻辑性脉冲信号达到后续元器件对键入脉冲信号的规定,并不可对元器件导致毁坏。逻辑性元件的通信接口关键应留意脉冲信号配对和輸出工作能力2个难题,并与元件的电源电压融合在一起考虑到。下边分2种状况来表明:

(A)TTL到CMOS的联接。用TTL电源电路去推动CMOS电源电路时,因为CMOS电源电路是工作电压控制器件,所需电流量小,因而电流量推动工作能力不容易有什么问题,主要是工作电压推动工作能力难题,TT L电源电路輸出上拉电阻的极小值为2.4V,而CMOS电源电路的键入上拉电阻一般高过3.5V,这就使二者的逻辑性脉冲信号不可以兼容。因此可使用图7所显示电源电路,在TTL的输入输出端与开关电源中间接一个电阻器R(上拉电阻)可将TTL的电压提升到3.5V之上。

若选用的是OC门推动,则可选用如图所示8所显示电源电路。在其中R为另外接电阻器。R的选值一般在1-4.7KΩ。

(B) CMOS到TTL的联接。CMOS电源电路輸出逻辑性脉冲信号与TTL电源电路的输进脉冲信号能够兼容,但CMOS电源电路的工作电压较小,不能够立即推动TTL电源电路。因此可选用CMOS/TTL专用型通信接口,如CMOS油压缓冲器CC4049等,经油压缓冲器以后的上拉电阻輸出电流量能达到TTL电源电路的规定,低电频輸出电流量可以达到4mA。完成CMOS电源电路与TTL电源电路的联接,如图所示9所显示。 需表明的时,CMOS与TTL电源电路的通信接口方式各种各样,好用中应依据实际情况开展挑选。

5、輸出端维护难题

(1)MOS元器件輸出端既不允许和电源短接,也不允许和地接线,不然輸出级的MOS管便会因过流而毁坏。

(2)在CMOS电源电路中除开三端輸出元器件外,不允许2个元器件輸出端并接,由于不一样的元器件主要参数不一致,有可能造成 NMOS和PMOS元器件与此同时通断,产生大电流量。但为了能提升电源电路的推动工作能力,容许把同一集成ic上的类似电源电路串联应用。

(3)当CMOS电源电路輸出端有很大的溶性负荷时,穿过输出管的影响电流量很大,易导致电源电路无效。因此,务必在輸出端与负荷电容器间串连一功率电阻,将暂态冲击性电流量局限在10mA下列。?

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