一文介绍CMOS的特点及其注意事项

作为工程师，一定知道，目前数字集成电路按导电类型可分为双极型集成电路（主要为 TTL）和单极型集成电路（CMOS、NMOS、PMOS 等）。CMOS 电路的单门静态功耗在毫微瓦（nw）数量级。

CMOS 集成电路的简介

CMOS 互补金属氧化物半导体，电压控制的一种放大器件。是组成 CMOS 数字集成电路的基本单元。

金属 - 氧化物 - 半导体(Metal-Oxide-Semiconductor)结构的晶体管简称 MOS 晶体管，有 P 型 MOS 管和 N 型 MOS 管之分。由 MOS 管构成的集成电路称为 MOS 集成电路，而由 PMOS 管和 NMOS 管共同构成的互补型 MOS 集成电路即为 CMOS-IC（ Complementary MOS Integrated CIRcuit）。

CMOS 集成电路的性能特点

微直流功耗 — CMOS 电路的单门静态功耗在毫微瓦（nw）数量级。

高噪声容限 — CMOS 电路的噪声容限一般在 40%电源电压以上。

宽工作电压范围 — CMOS 电路的电源电压一般为 1.5~18 伏。

高逻辑摆幅 — CMOS 电路输出高、低电平的幅度达到全电压的“1”为 VDD，逻辑“0”为 VSS。

高输入阻抗 — CMOS 电路的输入阻抗大于 108Ω,一般可达 1010Ω。

高扇出能力 — CMOS 电路的扇出能力大于 50。    

低输入电容— CMOS 电路的输入电容一般不大于 5PF。      

宽工作温度范围 — 陶瓷封装的 CMOS 电路工作温度范围为 - 55 0C ~ 125 0C；塑封的 CMOS 电路为 – 40 0C ~ 85 0C。      

所有的输入均有删保护电路，良好的抗辐照特性等。

CMOS 与 TTL 的比较

CMOS 发展比 TTL 晚，但是以其较高的优越性在很多场合逐渐取代了 TTL。以下比较两者性能，大家就知道其原因了。

1.CMOS 是场效应管构成，TTL 为双极晶体管构成

2.CMOS 的逻辑电平范围比较大（5～15V），TTL 只能在 5V 下工作

3.CMOS 的高低电平之间相差比较大、抗干扰性强，TTL 则相差小，抗干扰能力差

4.CMOS 功耗很小，TTL 功耗较大（1～5mA/ 门）

5.CMOS 的工作频率较 TTL 略低，但是高速 CMOS 速度与 TTL 差不多相当。

CMOS 集成电路的使用注意事项

1、CMOS 电路时电压控制器件，它的输入总抗很大，对干扰信号的捕捉能力很强。所以，不用的管脚不要悬空，要接上拉电阻或者下拉电阻，给它一个恒定的电平。

2、输入端接低内组的信号源时，要在输入端和信号源之间要串联限流电阻，使输入的电流限制在 1mA 之内。

3、当接长信号传输线时，在 CMOS 电路端接匹配电阻。

4、当输入端接大电容时，应该在输入端和电容间接保护电阻。电阻值为 R=V0/1mA.V0 是外界电容上的电压。

5、CMOS 的输入电流超过 1mA，就有可能烧坏 CMOS。