了解CMOS集成電路的技術參數及特性,有助于更好地幫助我們提高集成電路的設計效率,也能進一步鞏固我們的自身基礎知識,所以今天我們將詳談CMOS集成電路的技術參數及特性。
1.標稱邏輯電平
門電路的邏輯功能是通過指定高電平表示1,低電平表示0來實現的。這種表示邏輯值1和0的理想電平值,記為U(1)和U(0),稱為標稱邏輯電平。標稱邏輯電平分別為U( 1)=5V,U(0)=0V。
2.開門電平U0H與關門電平U0L
實際門電路中,高電平和低電平都不可能是標稱邏輯電平,而是在偏離這一數值的一個范圍內。若用非U(),非U(0)分別表示高低兩個電平的兩個允許偏離值,那么在偏離范圍內都可稱為1, 0。我們把表示邏輯值1的最小高電平UOH(min)稱為開門電平,表示邏輯值0的最大低電平UOL(max)稱為關門電平。
3.輸入高電平電流IIH和輸入低電平電流IIL
作為負載的門電路,當某一輸入端輸入高電平,其余輸入端接低電平時,流入該輸入端的電流稱為拉出前級門電路輸出端的電流。作為負載的門電路,當某一輸入端輸入低電平,其余輸入端接高電平時,從該輸入端流出的電流稱為灌入前級輸出端的電流。
4.輸出高電平電流IOH和輸出低電平電流I0L
I0H是指輸出高電平時流出該輸出端的電流,它反映了門電路帶拉電流負載的能力。IOL是指輸出低電平時流入該輸出端的電流,它反映了門電路帶灌電流負載的能力。
5.扇入系數Nr
門電路允許的輸入端數月,稱為該門電路的扇入系數。一般門電路的扇入系數為1-5,最多不超過8。實際應用中若要求門電路的輸入端數目超過它的扇入系數,可使用與擴展器或者或擴展器來增加輸入端數目,也可改用分級實現的方法。
實際應用中若要求門電路的輸入端數目小于它的扇入系數,可將多余的輸入端接高電平或低電平,這取決于門電路的邏輯功能。
6.扇出系數Nc
門電路通常只有一個輸出端,但它能與下一級的多個門的輸入端連接。一個門的輸出端所能連接的下一級門輸入端的個數稱為該門電路的扇出系數,或稱負載能力。TTL一般門電路的扇出系數為8,驅動門的扇出系數可達25。CMOS門的扇出系數更大一些。
7.平均傳輸延遲時間(ty)
平均傳輸延遲時間是反映門電路工作速度的一個重要參數。以與非門為例,在輸入端加上一個正方波,則需要一定的時間間隔才能從輸出端得到-一個負方波。若定義輸入波形前沿的50%到輸出波形前沿的50%之間的時間間隔t1為前沿延遲:同樣,若定義t2為后沿延遲,則它們的平均值稱為平均傳輸延遲時間,簡稱平均時延。
8.空載功耗.
集成電路的功耗和集成密度密切相關。功耗大的的元器件集成度不能很高,否則,器件因無法散熱而容易燒毀。
當輸出端空載,門J電路輸出低電平時電路的功耗稱為空載導通功耗Pon。當輸出端為高電平時,電路的功耗稱為空載截止功耗Poff。平均功耗P=(Pon+Poff)/2。 例如74H系列TTL門電路,平均功耗為22亳瓦。而CMOS門電路平均功耗在微瓦數量級。
4000-→74C-→74HC-→74HCT, 74BCT[與TTL兼容]
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