解釋 CMOS 的特性?


CMOS 有多種特性,如下所示:

  • 噪聲容限 − CMOS 邏輯 IC 的噪聲容限明顯大於 TTL IC。這些電路可用於較寬的電源電壓範圍,並且噪聲容限隨著電源電壓 VCC 的提高而提高。

CMOS 的噪聲容限大約為 0.45 VDD。如果工作電壓為 12V,則噪聲容限將為 5.4V。這意味著驅動器和負載之間的連線鏈路不會受到噪聲干擾的影響,除非拾取的噪聲的峰值超過 5.4V。因此,這些器件相對不受由於噪聲拾取而導致的不希望的切換的影響。

  • 電源要求 − CMOS 器件可以在相當大的電壓範圍內工作,該電壓範圍從 3V 到 15V,而 TTL 器件則不然。功耗水平隨著電源電壓的增加而增加。

  • 傳播延遲 − 通常,CMOS 的傳播延遲時間高於 TTL 器件,範圍從大約 25ns 到 100ns。CMOS 器件的級聯進一步增加了傳播延遲。它可以提高操作速度,器件應在更高的電源電壓下工作並減少負載電容。傳播延遲時間 tpLH≈tpHL≈30 ns,並且 CMOS 門的上升時間和下降時間 ≈60ns

  • 功耗 − CMOS 器件的平均或靜態功耗約為 10 mW。當從高電平變為低電平或從低電平變為高電平狀態時,它會增加,並且增加的幅度取決於操作頻率,即開關速度。在 1 MHz 時,功耗增加到 1 mW。功耗也基於電容負載。

  • 浮動輸入 − 在 TTL 器件的情況下,浮動或開路輸入等效於高電平輸入。因此,給定門的高輸入阻抗,CMOS 門中的浮動輸入非常容易受到拾取的噪聲的影響。這會導致功耗增加。

  • 線與邏輯 − 如果兩個反相器 CMOS 門的輸出連線在一起,則會流過大電流,並且會使輸出變為 ~VDD/2,這不能表示為狀態 1 或 0,從而導致電路出現故障,並且大電流也可能損壞電晶體。因此,CMOS 器件不應使用線與邏輯。可以使用具有開漏輸出的 CMOS 門進行線與操作。在這種方法中,N 通道 MOSFT 的漏極端子在外部可用,並且負載暫存器需要在外部連線,因為 P 通道負載不會出現。

更新於:2021 年 7 月 27 日

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