cm0s積體電路具有一系列的優點，如功耗低，雜訊容限大，抗干擾能力強，可以單電
源驅動， 電源應用範圍廣，輸入阻抗高，**低， 易於大規模整合等。因此它巳成為80年代
積體電路領域中發展最快的品種。下面介紹一些具體應用時的注意事項，
一·cmos電路輸入端的處理
1．輸入訊號電壓範圍：
輸入額定電壓不能施加在vss一0．3≤vin≤vd +0．3範圍之外的電壓， 即輸入低電平不
得低於vss-0．3v，輸入高電平不得高於vd口+0．3v。
2．輸入電流的限制：
每個輸入端輸入電流的絕對值應限制在1oma以內，一般輸入電流以不超過1ma為佳』
這可以通過在輸入端加接乙個限流電阻來實現。
3．輸入訊號線的考慮；
有時為了消除訊號的延遲和雜訊，訊號線必須加接電容。在切斷電源開關瞬間， 電容將
通過輸入保護二極體和電源內阻放電。當電容容量較大時瞬時放電電流就會很大，有可能燒
壞輸入保護二極體。因此一般當電容容量小於500p時訊號線可直接接入輸入端。當電容大
於500p時必須通過乙個限流電阻與輸入端相接， 以防止輸入端的過電流損壞。
另外，當輸入訊號線較長時， 必然產生較大的分布電容和分布電感，很容易構成lc振
蕩。一旦產生振盪負電壓時很有可能使輸入端保護二極體損壞。因此當輸入訊號線較長時也
要通過乙個限流電阻接入輸入端。
=、cmos電路多餘輸入端的處理
ttl等電路在忘記處理不使用的輸入端時只不過會引起錯誤的動作，而cmos電路則會
；}起漏源電流上公升，結溫公升高，具體表現在① 邏輯電平不正常，③由於cmos電路輸入阻抗
高， 因此容易接受外界雜訊干擾，使電路產生誤動作，③容易使柵極感應靜電，造成柵擊
穿，使電路受到損壞， 因此cmos電路輸入端不允許懸空。
多餘的輸入端，可根據具體情況與v。 或gnd相連線，也可和其它的輸入端相連線。
當和v 。或gnd相接時，v 和gnd也作為乙個訊號輸入，因此這部分電路也產生一定的
動作i當和其它輸入端相接時，對接線及印刷線路設計而言比較簡單，但相應地門限電平變
化時雜聲容限也會降低， 並且會增加輸入容量，使速度下低，因而應視用途不同而加以注意。
需特別指出的是整個系統的懸空。當印刷板的插麈接觸不良，或者插座拔去並長時期擱
置時常含使下一級電路輸入端漂浮而造成損壞。因此為了安全起見，可以在備輸入端上接入
限流保擴電阻， 如圖所示。
蘭、靜電擊穿與預防措彘
為了防止產生靜電擊穿， 通常在製造積體電路時在每
個輸入端上都加有標準保護網路。然而有了保護弼絡並不
等於絕對安全。一般保護網路只能承受1kv左右的靜電和幾伏的干擾脈衝尖峰， 而人們在迅
速穿脫人造纖維的服裝時由於衣服之間的激烈摩擦，會產生高迭幾萬伏的靜電，這樣i~g#g
位如加在mos器件的柵極和襯底之間，則mos器件仍有可能被損壞。因此使用時仍應特別
拄意以下幾點l
1．運輸和儲存時用鋁箔或導電性容器密封起來，絕不能存放在易產生靜電的泡沫塑料、
塑膠袋或其它容器中。
2．工作時人體通過高阻接地，工作服，手套等應由無靜電材料製成。
3．為防止電測量儀器的來自交流電的漏電，備類儀器均應良好接地。
4．特別注意烙鐵外殼應良好接地，或在焊接時拔去電源插頭， 以防漏電。
5．焊接印刷板部件時，cmos電路應在最後安裝。裝好cmos電路的印刷板應用短路插
頭短路後存放， 或者存放在遮蔽的導電盒內。
6．除錯cmos電路時， 如訊號諒和電路板是用兩組電源， 則開機時先接通cmos裝置的
電源，再接通訊號源或其它電源。關機時則先關其它電豫， 最後關cmos裝置的電酥。
7．由於cmos電路是高阻抗器件，高濕度和表面汙染會使器件變壞，與一般電子元件一
樣應盡量避免在高溫、高濕、粉塵條件下使用。
1 cmos反相器工作原理
cmos反相器由乙個p溝道增強型mos管和乙個n溝道增強型mos管串聯組成。通常p溝道管作為負載管，n溝道管作為輸入管。
兩個mos管的開啟電壓vgs(th)p<0， vgs(th)n >0，通常為了保證正常工作，要求vdd>|vgs(th)p|+vgs(th)n。
***s反向器
若輸入vi為低電平(如0v)，則負載管導通，輸入管截止，輸出電壓接近vdd。
若輸入vi為高電平(如vdd)，則輸入管導通，負載管截止，輸出電壓接近0v。
2 cmos反相器的主要特性
１．電壓傳輸特性和電流傳輸特性
cmos反相器的電壓傳輸特性曲線可分為五個工作區。
工作區ⅰ：由於輸入管截止，故vo=vdd，處於穩定關態。
工作區ⅲ：pmos和nmos均處於飽和狀態，特性曲線急劇變化，vi值等於閾值電壓vth。
工作區ⅴ：負載管截止，輸入管處於非飽和狀態，所以vo≈0v，處於穩定的開態。
表1 cmos電路mos管的工作狀態表
cmos反相器的電流傳輸特性曲線，只在工作區ⅲ時，由於負載管和輸入管都處於飽和導通狀態，會產生乙個較大的電流。其餘情況下，電流都極小。
cmos反相器具有如下特點：
(1) 靜態功耗極低。在穩定時，cmos反相器工作在工作區ⅰ和工作區ⅴ，總有乙個mos管處於截止狀態，流過的電流為極小的漏電流。
(2) 抗干擾能力較強。由於其閾值電平近似為0.5vdd，輸入訊號變化時，過渡變化陡峭，所以低電平雜訊容限和高電平雜訊容限近似相等，且隨電源電壓公升高，抗干擾能力增強。
(3) 電源利用率高。voh=vdd，同時由於閾值電壓隨vdd變化而變化，所以允許vdd有較寬的變化範圍，一般為+3～+18v。
(4) 輸入阻抗高，帶負載能力強。
２．輸入特性和輸出特性
(1) 輸入特性
為了保護柵極和襯底之間的柵氧化層不被擊穿，cmos輸入端都加有保護電路。
由於二極體的鉗位作用，使得mos管在正或負尖峰脈衝作用下不易發生損壞。
考慮輸入保護電路後，cmos反相器的輸入特性如圖5所示。
(2) 輸出特性
a. 低電平輸出特性
當輸入vi為高電平時，負載管截止，輸入管導通，負載電流iol灌入輸入管，如圖3-5-6 所示。灌入的電流就是n溝道管的ids，輸出特性曲線如圖3-5-7 所示。
輸出電阻的大小與vgsn(vi)有關，vi越大，輸出電阻越小，反相器帶負載能力越強。
３．電源特性
cmos反相器的電源特性包含工作時的靜態功耗和動態功耗。靜態功耗非常小，通常可忽略不計。
cmos反相器的功耗主要取決於動態功耗，尤其是在工作頻率較高時，動態功耗比靜態功耗大得多。當cmos反相器工作在第ⅲ工作區時，將產生瞬時大電流，從而產生瞬時導通功耗pt。此外，動態功耗還包括在狀態發生變化時，對負載電容充、放電所消耗的功耗。
3 cmos傳輸門
cmos傳輸門是由p溝道和n溝道增強型mos管併聯互補組成。
傳輸門傳輸高電平訊號時，若控制訊號c為有效電平，則傳輸門導通，電流從輸入端經溝道流向輸出端，向負載電容cl充電，直至輸出電平與輸入電平相同，完成高電平的傳輸。
若傳輸低電平訊號，電流從輸出端流向輸入端，負載電容cl經傳輸門向輸入端放電，輸出端從高電平降為與輸入端相同的低電平，完成低電平傳輸。
4 cmos邏輯閘電路
１．cmos與非門、或非門
當輸入訊號為0時，與之相連的n溝道mos管截止，p溝道mos管導通；反之則n溝道mos管導通，p溝道mos管截止。
(1) 輸出電阻受輸入端狀態的影響；
(2) 當輸入端數目增多時，輸出低電平也隨著相應提高，使低電平雜訊容限降低。
三態輸出cmos門是在普通閘電路上，增加了控制端和控制電路構成，一般有三種結構形式。
第一種形式：
在反相器基礎上增加一對p溝道t'p和n溝道t'n mos管。當控制端為1時，t'p和t'n同時截止，輸出呈高阻態；當控制端為0時，t'p和t'n同時導通，反相器正常工作。該電路為低電平有效的三態輸出門。
第二種形式和第三種形式：
漏極開路輸出門如圖18所示，其原理與ttl開路輸出門相同。
cmos電路以其低功耗、高抗干擾能力等優點得到廣泛的應用。其工作速度已與ttl電路不相上下，而在低功耗方面遠遠優於ttl電路。
目前國產cmos邏輯門有cc 4000系列和高速54hc/74hc系列，主要效能比較如下：
表2 cmos門效能比較
１．cmos電路的鎖定效應
圖中的t1～t6均為寄生三極體，是產生鎖定效應的原因。
寄生三極體等效電路中，t1和t2構成了乙個正反饋電路。在cmos電路中如果發生了t1、t2寄生三極體正反饋導電情況，稱為鎖定效應，或稱為可控矽效應。
為保證cmos電路不產生鎖定效應，vi和vo必須滿足：
２．cmos器件使用時應注意的問題
(1) 輸入電路的靜電防護
措施：運輸時最好使用金屬遮蔽層作為包裝材料；組裝、除錯時，儀器儀表、工作檯面及烙鐵等均應有良好接地；不使用的多餘輸入端不能懸空，以免拾取脈衝干擾。
(2) 輸入端加過流保護
措施：在可能出現大輸入電流的場合必須加過流保護措施。如在輸入端接有低電阻訊號源時、在長線接到輸入端時、在輸入端接有大電容時等，均應在輸入端接入保護電阻rp。
(3) 防止cmos器件產生鎖定效應
措施：在輸入端和輸出端設定鉗位電路；在電源輸入端加去耦電路，在vdd輸入端與電源之間加限流電路，防止vdd端出現瞬態高壓；在vi輸入端與電源之間加限流電阻，使得即使發生了鎖定效應，也能使t1、t2電源限制在一定範圍內，不致於損壞器件。
如果乙個系統中由幾個電源分別供電時，各電源開關順序必須合理，啟動時應先接通cmos電路的電源，再接入訊號源或負載電路；關閉時，應先切斷訊號源和負載電路，再切斷cmos電源。
各類數字積體電路主要效能引數的比較
積體電路的檢測常識
1 檢測前要了解積體電路及其相關電路的工作原理檢查和修理積體電路前首先要熟悉所用積體電路的功能 內部電路 主要電氣引數 各引腳的作用以及引腳的正常電壓 波形與外圍元件組成電路的工作原理。如果具備以上條件，那麼分析和檢查會容易許多。2 測試不要造成引 1 檢測前要了解積體電路及其相關電路的工作原理 檢...
如何判斷積體電路的好壞
一般對積體電路的檢查判斷方法有兩種 一是不 判斷，可用直流電阻法測量各引腳對應於接地腳間的正反向電阻值，並和完好積體電路進行比較，也可以採用替換法把可疑的積體電路插到正常裝置同型號積體電路的位置上來確定其好壞。當然有條件可利用積體電路測試儀對主要引數進行定量檢驗，這樣使用就更 二是 檢查判斷，即積體...
電路除錯中判別積體電路的好壞
積體電路的好壞判別方法 可以通過仔細觀察ic的外觀，做出一些簡單的判斷 ic表面是否有燒過的痕跡，象鼓包，裂紋，變色等。ic引腳是否有斷裂，脫焊。ic是否有燒過的糊味。ic周邊的原件是否異常。下面是用萬用表作為檢測工具的積體電路的檢測方法 一 不在路檢測 這種方法是在ic未焊入電路時進行的，一般情況...