tea1524p载流子的迁移率非常高,因而其工作速度比硅器件快得多,并且具有功耗低和抗辐射的特点,已成为光纤通信、移动通信以及全球定位系统等应用的首选电路。

逻辑电路的一股特性,生产逻辑门电路的厂家,通常都要为用户提供各种逻辑器件的数据手册,手册中一般都要给出门电路的电压传输特性t1-vo,输人和输出的高、低电压,噪声容限,传输延迟时间,功耗等。除传输特性外,其他各项技术参数分别介绍如下:

输入和输出的高、低电平,前已讨论,数字电路中的高、低电压常用高、低电平来描述,并规定在正逻辑体制中,用逻辑1和0分别表示高、低电平。当逻辑电路的输人信号在一定范围内变化时,输出电压并不会改变,因此逻辑1或0对应一定的电压范围。对于典型工作电压为5v的74hc系列cmos逻辑电路,输人电压在3.5~5,0v范围对应高电平逻辑1.0~1.5v范围对应低电平逻辑0。不同系列的集成电路,输人和输出为逻辑1或0所对应的电压范围也不同。生产厂家的数据手册中一般都给出4种逻辑电平参数:输人低电平的上限值yil(max)、输入高电平的下限值ym(min)、输出低电平的上限值ul(max)和输出高电平的下限值youmin)o表3.1.2所示为几种cmos集成电路在典型工作电压时的高、低输入和输出电压值。4000b、74hc和74hct系列工作电压为5v,低电压74lvc系列典型工作电压为3.3v,超低电压74auc系列典型工作电压为1.8v。

表3.1.2 几种cmos系列电路的输入和输出电压值及输入噪声容限,噪声容限.

噪声容限表示门电路的抗干扰能力。二值数字逻辑电路的优点在于它的输人信号允许一定的容差。在数字系统中,各逻辑电路之间的连线可能会受到各逻辑闸参数/单位0l(max)表示,由于cmos门电路输出级的互补对称性,其rpli和jp肌相等。有时也采用平均传输延迟时间这一参数,即rpd=(plh+%hl)/2。例如,cmos与非门74hc00在5v典型工作电压时的rplh=7 ns,r=7 ns,pd=(7+7)ns/2=7 ns。在图3.1.2中还标出了上升时间rr和下降时间rfc表3,1,3所示为几种cmos集成电路在典型工作电压时的传输延迟时间,由表可见,低电压和超低电压电路的工作速度要快得多。

表3.1.3 几种cmos电路传输延迟时间

功耗是门电路重要参数之一。功耗有静态和动态之分。所谓静态功耗指的是当电路的输出没有状态转换时的功耗。静态时,cmos电路的电流非常小,使得静态功耗非常低,所以cmos电路广泛应用于要求功耗较低或电池供电的设各,例如便携计算机、手机和掌上电脑等。这些设各在没有输入信号时,功耗非常低。

cmos电路在输出发生状态转换时的功为动态功耗。它主要由两部分组成。其中一部分是由于电路输出状态转换的瞬间,其等效电阻比较小,从而导致有较大的电流从电源ri)经cmos电路流人地。这部分功耗可由下式表示.

式中r为输出信号的转换频率。ydd为供电电源。cpd称为功耗电容,可以在数据手册中查到,74hc系列为20 pf,74lⅤc系列为15 pf。动态功耗的另一部分是因为cmos管的负载通常是电容性的,当输出由高电平到低电平,或者由低电平到高电平转换时,会对电容进行充、放电,这个过程将增加电路的损耗。这部分动态功耗为

pl=cl-j

式中cl为负载电容。由此得到cmos电路总的动态功耗为

pd=(cpd+cl)u         (3.1.3)

从上式可见,cmos动态功耗正比于转换频率和电源电压的平方。当工作频率比较高时,cmos门的功耗可能会超过ttl门。在设计cmos电路时,选用低电源电压器件,例如3.3Ⅴ供电电源74lvc系列或1.8Ⅴ供电电源74auc系列,以降低功耗。

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