原創(chuàng)

如何處理CMOS接口電路問題？CMOS電路SCR閂鎖介紹

時(shí)間：2024-10-21 15:43:57

關(guān)鍵字： CMOS 電路

手機(jī)看文章

掃描二維碼
隨時(shí)隨地手機(jī)看文章

[導(dǎo)讀]一直以來，CMOS電路都是大家的關(guān)注焦點(diǎn)之一。因此針對大家的興趣點(diǎn)所在，小編將為大家?guī)鞢MOS電路的相關(guān)介紹，詳細(xì)內(nèi)容請看下文。

一直以來，CMOS 電路都是大家的關(guān)注焦點(diǎn)之一。因此針對大家的興趣點(diǎn)所在，小編將為大家?guī)鞢MOS電路的相關(guān)介紹，詳細(xì)內(nèi)容請看下文。

一、CMOS的接口電路問題處理

(1)CMOS電路與運(yùn)放連接。當(dāng)和運(yùn)放連接時(shí)，若運(yùn)放采用雙電源，CMOS采用的是獨(dú)立的另一組電源。若運(yùn)放使用單電源，且與CMOS使用的電源一樣，則可直接相連。

(2)CMOS與TTL等其它電路的連接。在電路中常遇到TTL電路和CMOS電路混合使用的情況，由于這些電路相互之間的電源電壓和輸入、輸出電平及負(fù)載能力等參數(shù)不同，因此他們之間的連接必須通過電平轉(zhuǎn)換或電流轉(zhuǎn)換電路，使前級器件的輸出的邏輯電平滿足后級器件對輸入電平的要求，并不得對器件造成損壞。邏輯器件的接口電路主要應(yīng)注意電平匹配和輸出能力兩個(gè)問題，并與器件的電源電壓結(jié)合起來考慮。下面分兩種情況來說明：

(A)TTL到CMOS的連接。用TTL電路去驅(qū)動CMOS電路時(shí)，由于CMOS電路是電壓驅(qū)動器件，所需電流小，因此電流驅(qū)動能力不會有問題，主要是電壓驅(qū)動能力問題，TTL電路輸出高電平的最小值為2.4V，而CMOS電路的輸入高電平一般高于3.5V，這就使二者的邏輯電平不能兼容。為此可在TTL的輸出端與電源之間接一個(gè)電阻R(上拉電阻)可將TTL的電平提高到3.5V以上。

(B)CMOS到TTL的連接。CMOS電路輸出邏輯電平與TTL電路的輸入電平可以兼容，但CMOS電路的驅(qū)動電流較小，不能夠直接驅(qū)動TTL電路。為此可采用CMOS/TTL專用接口電路，如CMOS緩沖器CC4049等，經(jīng)緩沖器之后的高電平輸出電流能滿足TTL電路的要求，低電平輸出電流可達(dá)4mA。實(shí)現(xiàn)CMOS電路與TTL電路的連接。需說明的時(shí)，CMOS與TTL電路的接口電路形式多種多樣，實(shí)用中應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。

二、CMOS電路SCR閂鎖

在使用模擬CMOS電路時(shí)，最安全的做法是確保沒有超過電源電壓的模擬或數(shù)字電壓施加到器件上，并且電源電壓在額定范圍內(nèi)。盡管如此，實(shí)施承受過壓保護(hù)也是有必要的。如果理解了問題的機(jī)制，保護(hù)措施在大多數(shù)情況下都會是行之有效的。圖1是一個(gè)典型CMOS輸出開關(guān)單元的電路圖及截面圖。從不同單元和區(qū)域之間的連接關(guān)系中，我們可以畫出一個(gè)等效二極管電路圖(圖2)。如果在S端或D端的模擬輸人電壓超過電源電壓。

圖1：典型CMOS輸出開關(guān)單元的電路圖及截面圖

圖2：等效二極管電路圖

由不同二極管結(jié)產(chǎn)生的寄生晶體管就會處于正向偏置模式。這些寄生的NPN和PNP晶體管形成如圖3所示的SCR(可控硅整流器)電路。

圖3. CMOS開關(guān)中的寄生晶體管益淪應(yīng)

過壓能引起過大的電流和金屬化問題。通常，運(yùn)算放大器的輸出作為S端或D端的電壓源，因此電流不能大于運(yùn)算放大器直流輸出電流的限值。然而，瞬態(tài)感應(yīng)電流仍有可能破壞CMOS器件；因此，有必要進(jìn)行保護(hù)。圖4舉例說明了通過在電源供電引腳串聯(lián)二極管(比如1N459)防止寄生晶體管導(dǎo)通的方法。如果S端或D端電壓高于電源電壓時(shí)，CR1和/或CR2反向偏置，基極驅(qū)動電路不能使晶體管導(dǎo)通。每個(gè)CMOS器件都應(yīng)該有一對獨(dú)立的二極管對其進(jìn)行保護(hù)。盡管這個(gè)方法很有效，但它不是萬無一失的。如果開關(guān)的一端連接到一個(gè)負(fù)電位(例如一個(gè)充電電容)，并且另一端電壓超過VDD，則盡管有保護(hù)二極管。