CMOS集成电路使用注意事项
CMOS集成电路使用注意事项
CMOS集成电路使⽤注意事项CMOS集成电路使⽤注意事项CMOS集成电路的安装为了避免由于静电感应⽽损坏电路，焊接CMOS集成电路所使⽤的电烙铁必需良好接地，焊接时间不得超过5秒。
最好使⽤20~25W内热式电烙铁和502环氧助焊剂，必要时可使⽤插座。
在接通电源的情况下，不应装拆CMOS集成电路。
凡是与CMOS集成电路接触的⼯序，使⽤的⼯作台及地板严禁铺垫⾼绝缘的板材（如橡胶板、玻璃板、有机玻璃、胶⽊板等），应在⼯作台上铺放严格接地的细钢丝⽹或铜丝⽹，并经常检查接地可靠性。
CMOS集成电路的测试测试时所有CMOS集成电路的仪器、仪表均应良好接地。
如果是低阻信号源，应保证输⼊信号不超过CMOS集成电路的电源电压范围（CXXX系列为7~15V，C4000系列为3~18V），既VSS≤Vi≤VDD。
如果输⼊信号⼀定要超过CMOS集成电路的电源电压范围，则应在输⼊端加⼀个限流电阻，使输⼊电流不超过5mA，以避免CMOS集成电路内部的保护⼆极管烧毁。
若信号源和CMOS集成电路⽤两组电源，开机时，应先接同CMOS集成电路电源，后接通信号源电源。
关机时，应先关信号源电源，后关CMOS集成电路电源。
CMOS集成电路的保护措施因为CMOS集成电路输⼊阻抗极⾼，随机的静电积累很可能使电路引出端任意两端的电压超过MOS管栅击穿电压，从⽽引起电路损坏。
所以，CMOS集成电路不⽤时应把电路的外引线全部短路，或放在导电的屏蔽容器内，以防被静电击穿。
CMOS集成电路的互换在使⽤中有些CMOS集成电路是可以直接换⽤。
如国产CC4000可与国外产品CD4000、MC14000系列直接代换。
对于那些管脚排列和封装形式完全⼀致，但电参数有所不同的CMOS集成电路，换⽤时要⼗分注意。
如国产CC4000和CXXX 中有些品种，它们的⼯作电压有所差异，CC4000为3~18V、CXXX为7~15V。
换⽤时要考虑到电源供电及负载能⼒问题。
另外，对于那些封装形式及管脚排列不同的CMOS集成电路，⼀般不能直接代换。
CMOS集成电路应用常识
CMOS集成电路应用常识电路的极限范围。
表1列出了CMOS集成电路的一般参数，表2列出了CMOS集成电路的极限参数。
CMOS 集成电路在使用过程中是不允许在超过极限的条件下工作的。
当电路在超过最大额定值条件下工作时，很容易造成电路损坏，或者使电路不能正常工作。
表1 CMOS集成电路（CC4000系列）的一般参数表表2 CMOS集成电路（CC4000系列）的极限参数表应当指出的是：CMOS集成电路虽然允许处于极限条件下工作，但此时对电源设备应采取稳压措施。
这是因为当供电电源开启或关闭时，电源上脉冲波的幅度很可能超过极限值，会将电路中各MOS晶体管电极之间击穿。
上述现象有时并不呈现电路失效或损坏现象，但有可能缩短电路的使用寿命，或者在芯片内部留下隐患，使电路的性能指标逐渐变劣。
工作电压、极性及其正确选择。
在使用CMOS集成电路时，工作电压的极性必须正确无误，如果颠倒错位，在电路的正负电源引出端或其他有关功能端上，只要出现大于的反极性电压，就会造成电路的永久失效。
虽然CMOS集成电路的工作电压范围很宽，如CC4000系列电路在3~18V的电源电压范围内都能正常工作，当使用时应充分考虑以下几点：1. 输出电压幅度的考虑。
电路工作时，所选取的电源工作电压高低与电路输出电压幅度大小密切相关。
由于CMOS集成电路输出电压幅度接近于电路的工作电压值，因此供给电路的正负工作电压范围可略大于电路要求输出的电压幅度。
2. 电路工作速度的考虑。
CMOS集成电路的工作电压选择，直接影响电路的工作速度。
对CMOS集成电路提出的工作速度或工作频率指标要求往往是选择电路工作电压的因素。
如果降低CMOS集成电路的工作电压，必将降低电路的速度或频率指标。
3. 输入信号大小的考虑。
工作电压将限制CMOS集成电路的输入信号的摆幅，对于CMOS集成电路来说，除非对流经电路输入端保护二极管的电流施加限流控制，输入电路的信号摆幅一般不能超过供给电压范围，否则将会导致电路的损坏。
CMOS集成门电路
工作原理 在反相器基础上串接 EN = 0 时，VP2 和 VN2 了 PMOS 管 VP2 和 NMOS 导通，呈现低电阻，不影 管 CMOS VN2，它们的栅极分别 响 反相器工作。 受 EN Y =和 A EN 控制。 EN = 1 时，VP2、VN2 均截止，输出端 Y 呈现高 阻态。 因此构成使能端低 电平有效的三态门。
VP1
A Z Y=A VN1
Y
EN
1 0
0 1
截止 导通 VN2
EN
低电平使能的 CMOS 三态输出门
三、CMOS 集成逻辑门使用要点
1. 注意不同系列 CMOS 电路允许的电源电压范围不同， 一般多用 + 5 V。电源电压越高，抗干扰能力也越强。 2. 闲置输入端的处理
不允入电容， 使速度下降，因此工作频率高时不宜这样用。 与门和与非门的闲置输入端可接正电源或高电平； 或门和或非门的闲置输入端可接地或低电平。
[例] 试改正下图电路的错误，使其正常工作。
CMOS 门
悬空 悬空
TTL 门
≥
OD 门
&
EN
(a) 解： CMOS 门
(b) TTL 门
(c) VDD OD 门
(d)
VDD
Ya = AB Yb = A + B
Yc = A
A EN = 1 时 Y d= B EN = 0 时
[例] 试分别采用与非门和或非门实现与门和或门。 解：(1) 用与非门实现与门 因为 Y = AB = AB
回顾旧课：
应用集成门电路时，应注意： (1)由输入电阻确定输入信号
(2)多余输入端的连接
导语：
CMOS集成逻辑门电路是互补金属-氧化物 -半导体场效应管门电路的简称。它的突出优点 是微功耗、高抗干扰能力。在中大规模数字集 成电路中有着广泛的应用。
常用电平标准（TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL、。。。
常⽤电平标准（TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL、。
现在常⽤的电平标准有TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL、RS232、RS485等，还有⼀些速度⽐较⾼的LVDS、GTL、PGTL、CML、HSTL、SSTL等。
下⾯简单介绍⼀下各⾃的供电电源、电平标准以及使⽤注意事项。
TTL：Transistor-Transistor Logic 三极管结构。
Vcc：5V；VOH>=2.4V；VOL<=0.5V；VIH>=2V；VIL<=0.8V。
因为2.4V与5V之间还有很⼤空闲，对改善噪声容限并没什么好处，⼜会⽩⽩增⼤系统功耗，还会影响速度。
所以后来就把⼀部分“砍”掉了。
也就是后⾯的LVTTL。
LVTTL⼜分3.3V、2.5V以及更低电压的LVTTL(Low Voltage TTL)。
3.3V LVTTL： Vcc：3.3V；VOH>=2.4V；VOL<=0.4V；VIH>=2V；VIL<=0.8V。
2.5V LVTTL： Vcc：2.5V；VOH>=2.0V；VOL<=0.2V；VIH>=1.7V；VIL<=0.7V。
更低的LVTTL不常⽤就先不讲了。
多⽤在处理器等⾼速芯⽚，使⽤时查看芯⽚⼿册就OK了。
TTL使⽤注意： TTL电平⼀般过冲都会⽐较严重，可能在始端串22欧或33欧电阻； TTL电平输⼊脚悬空时是内部认为是⾼电平。
要下拉的话应⽤1k以下电阻下拉。
TTL输出不能驱动CMOS输⼊。
CMOS：Complementary Metal Oxide Semiconductor PMOS+NMOS。
Vcc：5V；VOH>=4.45V；VOL<=0.5V；VIH>=3.5V；VIL<=1.5V。
相对TTL有了更⼤的噪声容限，输⼊阻抗远⼤于TTL输⼊阻抗。
TTL和CMOS集成电路及使用注意事项
TTL和CMOS集成电路及使用注意事项TTL是一种基于双晶体结构的传输逻辑电路技术。
它使用双极型晶体管作为开关，来实现逻辑电平的传输和转换。
以下是一些使用TTL集成电路的注意事项：1.供电电压稳定：TTL电路的工作电压通常为5V，所以供电电压的稳定性非常重要。
供电电压波动会导致电路性能不稳定，甚至损坏电路。
2.输入和输出特性：TTL输入电平认为3.5V以下为低电平，2.4V以上为高电平。
输出电平可达到接近工作电源电压的高电平和接近地的低电平。
因此，在与其他数字电路连接时，需注意输入和输出电平的兼容性。
3.驱动能力：TTL输出端的驱动能力有限，不能直接驱动大容量负载。
为了避免损坏电路，应该使用缓冲器来提供足够的驱动能力。
4.散热：由于TTL电路的功耗较高，电路芯片可能会产生较多的热量。
所以在设计和使用时需注意散热问题，如使用散热片或散热器来降低芯片温度。
CMOS是一种基于场效应晶体管的逻辑电路技术。
它使用pMOS和nMOS两种类型的晶体管，实现低功耗、高集成度和抗干扰能力强的特点。
以下是一些使用CMOS集成电路的注意事项：1.供电电压频寿命稳定：CMOS电路的工作电压通常为3-15V，但更常见的是3.3V或5V。
供电电压需要保持稳定，并且不应超出芯片规定的工作范围。
长期超过额定电压可能导致芯片寿命缩短。
2.静态功耗：与TTL相比，CMOS电路的静态功耗较低。
然而，由于CMOS电路的工作电流很小，静态电流泄漏和互联电容效应可能导致功耗增加。
在设计中应尽量减小互联电容，以降低功耗。
3.噪声抗扰能力：CMOS电路通常具有较好的抗干扰能力，但在工作过程中，仍然需要注意电磁干扰和功率线路噪声。
应采用屏蔽措施和滤波器，以保持信号的稳定性和可靠性。
4.驱动能力：相对于TTL电路，CMOS电路具有较好的驱动能力，可以驱动大容量负载。
但对于较大的负载，可能需要使用驱动器来提供更大的驱动能力。
除了上述使用注意事项，还有一些通用的注意事项适用于TTL和CMOS集成电路：1.防静电：任何时候都应避免静电，靠近电路时要注意防静电措施，如使用接地腕带或防静电工作台。
电路设计中CMOS电路要注意什么
使用CMOS集成电路需注意的几个问题集成电路按晶体管的性质分为TTL和CMOS两大类，TTL以速度见长，CMOS 以功耗低而著称，其中CMOS电路以其优良的特性成为目前应用最广泛的集成电路。
在电子制作中使用CMOS集成电路时，除了认真阅读产品说明或有关资料，了解其引脚分布及极限参数外，还应注意以下几个问题：1、电源问题（1）CMOS集成电路的工作电压一般在3－18V，但当应用电路中有门电路的模拟应用（如脉冲振荡、线性放大）时，最低电压则不应低于4．5V。
由于CMOS 集成电路工作电压宽，故使用不稳压的电源电路CMOS集成电路也可以正常工作，但是工作在不同电源电压的器件，其输出阻抗、工作速度和功耗是不相同的，在使用中一定要注意。
（2）CMOS集成电路的电源电压必须在规定范围内，不能超压，也不能反接。
因为在制造过程中，自然形成许多寄生二极管，如图1所示为反相器电路，在正常电压下，这些二极管皆处于反偏，对逻辑功能无影响，但是由于这些寄生二极管的存在，一旦电源电压过高或电压极性接反，就会使电路产生损坏。
2、驱动能力问题CMOS电路的驱动能力的提高，除选用驱动能力较强的缓冲器来完成之外，还可将同一个芯片几个同类电路并联起来提高，这时驱动能力提高到N倍（N为并联门的数量）。
如图2所示。
3、输入端的问题（1）多余输入端的处理。
CMOS电路的输入端不允许悬空，因为悬空会使电位不定，破坏正常的逻辑关系。
另外，悬空时输入阻抗高，易受外界噪声干扰，使电路产生误动作，而且也极易造成栅极感应静电而击穿。
所以“与”门，“与非”门的多余输入端要接高电平，“或”门和“或非”门的多余输入端要接低电平。
若电路的工作速度不高，功耗也不需特别考虑时，则可以将多余输入端与使用端并联。
（2）输入端接长导线时的保护。
在应用中有时输入端需要接长的导线，而长输入线必然有较大的分布电容和分布电感，易形成LC振荡，特别当输入端一旦发生负电压，极易破坏CMOS中的保护二极管。
使用CMOS集成电路需注意的几个问题
（Ｄ）要防止用大电阻串入ＶＤＤ或ＶＳＳ端，以免在电路开关期间由于电阻上的压降引起保护二极管瞬时导通而损坏器件。
４、ＣＭＯＳ的接口电路问题
（１）ＣＭＯＳ电路与运放连接。当和运放连接时，若运放采用双电源，ＣＭＯＳ采用的是独立的另一组电源，即采用如图６所示
驱动能力提高到Ｎ倍（Ｎ为并联门的数量）。
３、输入端的问题
（１）多余输入端的处理。ＣＭＯＳ电路的输入端不允许悬空，因为悬空会使电位不定，破坏正常的逻辑关系。另外，悬空时输入
阻抗高，易受外界噪声干扰，使电路产生误动作，而且也极易造成栅极感应静电而击穿。所以“与”门，“与非”门的多余输入端要接
高电平，“或”门和“或非”门的多余输入端要接低电平。若电路的工作速度不高，功耗也不需特别考虑时，则可以将多余输入端与使
的电源电压和输入、输出电平及负载能力等参数不同，因此他们之间的连接必须通过电平转换或电流转换电路，使前级器件的输出
的逻辑电平满足后级器件对输入电平的要求，并不得对器件造成损坏。逻辑器件的接口电路主要应注意电平匹配和输出能力两个问
题，并与器件的电源电压结合起来考虑。下面分两种情况来说明：
（Ａ）ＴＴＬ到ＣＭＯＳ的连接。用ＴＴＬ电路去驱动ＣＭＯＳ电路时，由于ＣＭＯＳ电路是电压驱动器件，所需电流小，因此电
（Ｂ） ＣＭＯＳ到ＴＴＬ的连接。ＣＭＯＳ电路输出逻辑电平与ＴＴＬ电路的输入电平可以兼容，但ＣＭＯＳ电路的驱动电流较
小，不能够直接驱动ＴＴＬ电路。为此可采用ＣＭＯＳ／ＴＴＬ专用接口电路，如ＣＭＯＳ缓冲器ＣＣ４０４９等，经缓冲器之后
的高电平输出电流能满足ＴＴＬ电路的要求，低电平输出电流可达４ｍＡ。实现ＣＭＯＳ电路与ＴＴＬ电路的连接，如图９所示。
（集成电路原理）第5章MOS反相器习题与答案
第5章MOS反相器习题与答案1. 说明MOS器件的基本工作原理。
它与BJT基本工作原理的区别是什么？MOS器件基于表面感应的原理，是利用垂直的栅压V GS实现对水平I DS的控制。
它是多子（多数载流子）器件。
用跨导描述其放大能力。
双极器件（两种载流子导电）是多子与少子均起作用的器件，有少子存贮效应，它用基极电流控制集电极电流，是流控器件。
用电流放大系数描述其放大能力。
2. 试以栅介质和栅电极的种类对MOS器件进行分类。
当前VLSI MOSIC工艺的主流采用何种工艺？以SiO2为栅介质时，叫MOS器件，这是最常使用的器件形式。
历史上也出现过以Al2O3为栅介质的MAS器件和以Si3N4为栅介质的MNS 器件，以及以SiO2+ Si3N4为栅介质的MNOS器件，统称为金属-绝缘栅-半导体器件--MIS 器件。
以Al为栅电极时，称铝栅器件。
以重掺杂多晶硅(Poly-Si) 为栅电极时，称硅栅器件。
它是当前VLSI MOS器件的主流器件。
3. 试述硅栅工艺的优点。
①它使|V TP|下降1.1V，也容易获得合适的V TN值并能提高开关速度和集成度。
②硅栅工艺具有自对准作用，使栅区与源、漏交迭的密勒电容大大减小，也使其它寄生电容减小，使器件的频率特性得到提高。
另外，在源、漏扩散之前进行栅氧化，也意味着可得到浅结。
③硅栅工艺还可提高集成度，这不仅是因为扩散自对准作用可使单元面积大为缩小，而且因为硅栅工艺可以使用“二层半布线”即一层铝布线，一层重掺杂多晶硅布线，一层重掺杂的扩散层布线。
4. 画出MOS器件的输出特性曲线。
指出它和BJT输出特性曲线的异同。
何谓厄莱电压？在饱和区MOS器件的电流-电压特性将不再是水平直线的性状，而是向上倾斜，也就是说，工作在饱和区的NMOS器件的电流将随着V DS的增加而增加。
这种在V DS作用下沟道长度的变化引起饱和区输出电流变化的效应，被称为沟道长度调制效应。
衡量沟道长度调制的大小可以用厄莱(Early)电压V A表示，它反映了饱和区输出电流曲线上翘的程度。
使用CMOS电路注意事项
（２）ＣＭＯＳ集成电路的电源电压必须在规定范围内，不能超压，也不能反接。因为在制造过程中，自然形成许多寄生二极管，如图１所示为反相器电路，在正常电压下，这些二极管皆处于反偏，对逻辑功能无影响，但是由于这些寄生二极管的存在，一旦电源电压过高或电压极性接反，就会使电路产生损坏。
２、驱动能力问题
其中Ｒ约为１．５－２．５ＫΩ。输入保护网络的引入使器件的输入阻抗有一定下降，但仍在１０８Ω以上。这样也给电路的应用带来了一些限制：
（Ａ）输入电路的过流保护。ＣＭＯＳ电路输入端的保护二极管，其导通时电流容限一般为１ｍＡ在可能出现过大瞬态输入电流（超过１０ｍＡ）时，应串接输入保护电阻。例如，当输入端接的信号，其内阻很小、或引线很长、或输入电容较大时，在接通和关断电源时，就容易产生较大的瞬态输入电流，这时必须接输入保护电阻，若ＶＤＤ＝１０Ｖ，则取限流电阻为１０ＫΩ即可。
使用CMOS电路注意事项
集成电路按晶体管的性质分为ＴＴＬ和ＣＭＯＳ两大类，ＴＴＬ以速度见长，ＣＭＯＳ以功耗低而著称，其中ＣＭＯＳ电路以其优良的特性成为目前应用最广泛的集成电路。在电子制作中使用ＣＭＯＳ集成电路时，除了认真阅读产品说明或有关资料，了解其引脚分布及极限参数外，还应注意以下几个问题：
下面分两种情况来说明：
（Ａ）ＴＴＬ到ＣＭＯＳ的连接。用ＴＴＬ电路去驱动ＣＭＯＳ电路时，由于ＣＭＯＳ电路是电压驱动器件，所需电流小，因此电流驱动能力不会有问题，主要是电压驱动能力问题，ＴＴＬ电路输出高电平的最小值为２．４Ｖ，而ＣＭＯＳ电路的输入高电平一般高于３．５Ｖ，这就使二者的逻辑电平不能兼容。为此可采用图７所示电路，在ＴＴＬ的输出端与电源之间接一个电阻Ｒ（上拉电阻）可将ＴＴＬ的电平提高到３．５Ｖ以上。
（Ｂ） 输入信号必须在ＶＤＤ到ＶＳＳ之间，以防二极管因正向偏置电流过大而烧坏。因此在工作或测试时，必须按照先接通电源后加入信号，先撤除信号后关电源的顺序进行操作。在安装，改变连接，拔插时，必须切断电源，以防元件受到极大的感应或冲击而损坏。
TTL与CMOS集成电路的区别及使用注意事项.
TTL与CMOS集成电路的区别 及使用注意事项
CMOS集成电路使用注意事项
1.对于各种集成电路来说，在技术手册上都会给出各主要参数的工作条件 和极限值，因此一定要在推荐的工作条件范围内使用，否则将导致性能下 降或损坏器件。 2.在使用和存放时应注意静电屏蔽。焊接时电烙铁应接地良好或在电烙铁 断电情况下焊接。 S电路多余不用的输入端不能悬空，应根据需要接地或接正电源。 为了解决由于门电路多余输入端并联后使前级门电路负载增大的影响，根 据逻辑关系的要求，可以把多余的输入端直接接地当作低电平输入或把多 余的输入端通过一个电阻接到电源上当作高电平输入。这种接法不仅不会 造成对前极门电路的影响，而且还可以抑制来自电源的干扰。 4.不同系列集成门电路在同一系统中使用时，由于它们使用的电源电压、 输入/输出电平的高低不同，因此需加电平转换电路。
TTL门电路与CMOS门电路的区别及注意事项：
1. TTL和COMS电路比较： 1）TTL电路是电流控制器件，而CMOS电路是电压控制器件。 2）TTL电路的速度快，传输延迟时间短(5-10ns)，但是功耗大。COMS
电路的速度慢，传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。 2. TTL门电路在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V； CMOS门电路高电平电压接近于电源电压，低电平接近于0V； 因为TTL和COMS 的高低电平的值不一样，所以互相连接时需要电平的转换。当TTL电路驱动 COMS电路时，如果TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平（一般为 3.5V），这时就需要ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱTTL的输出端接上拉电阻，以提高输出高电平的值。
3.TTL引脚悬空时相当于输入端接高电平,但对于闲置输入端（不用的输入端） 一般不悬空，主要是防止干扰信号从悬空输入端引入电路。 COMS电路是电压 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。
使用CMOS集成电路需注意的几个问题
1，TTL电平：输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。
在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。
最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是0.4V。
2，CMOS电平：1逻辑电平电压接近于电源电压，0逻辑电平接近于0V。
而且具有很宽的噪声容限。
3，电平转换电路：因为TTL和COMS的高低电平的值不一样（ttl 5v<＝＝>cmos 3.3v），所以互相连接时需要电平的转换：就是用两个电阻对电平分压，没有什么高深的东西。
哈哈4，OC门，即集电极开路门电路，OD门，即漏极开路门电路，必须外界上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用。
否则它一般只作为开关大电压和大电流负载，所以又叫做驱动门电路。
5，TTL和COMS电路比较：1）TTL电路是电流控制器件，而coms电路是电压控制器件。
2）TTL电路的速度快，传输延迟时间短(5-10ns)，但是功耗大。
COMS电路的速度慢，传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。
COMS电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关，频率越高，芯片集越热，这是正常现象。
3）COMS电路的锁定效应：COMS电路由于输入太大的电流，内部的电流急剧增大，除非切断电源，电流一直在增大。
这种效应就是锁定效应。
当产生锁定效应时，COMS的内部电流能达到40mA以上，很容易烧毁芯片。
防御措施：1）在输入端和输出端加钳位电路，使输入和输出不超过不超过规定电压。
2）芯片的电源输入端加去耦电路，防止VDD端出现瞬间的高压。
3）在VDD和外电源之间加线流电阻，即使有大的电流也不让它进去。
4）当系统由几个电源分别供电时，开关要按下列顺序：开启时，先开启COMS电路得电源，再开启输入信号和负载的电源；关闭时，先关闭输入信号和负载的电源，再关闭COMS电路的电源。
6，COMS电路的使用注意事项1）COMS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。
CMOS集成电路设计CMOS设计注意事项
CMOS集成电路设计CMOS设计注意事项首先，尺寸比例。
在CMOS设计中，不同电路的尺寸需要得到合理的比例和平衡。
通常，输入电路、放大电路、输出电路等部分需要在尺寸上进行适当的比例调整，以避免电路的饱和或过度放大等问题。
此外，电路中的电流源和负载电阻也需要进行适当的尺寸选择，以确保电流的稳定性和功耗控制。
其次，电源和地线规划。
在CMOS电路中，电源和地线是非常重要的部分，对电路的性能和稳定性有直接影响。
设计人员需要合理规划电源和地线的布局，以减小电流的路径和电路之间的干扰。
同时，应该避免长而细的电源和地线路径，以减小电阻和电压降。
此外，应该使用适当的电源抗扰技术，如电源滤波电容和降噪电源等，以降低噪声和干扰。
第三，信号传输和交叉耦合。
在CMOS电路设计中，信号传输和交叉耦合是一个关键问题。
由于电路中存在许多信号线，它们之间可能存在相互干扰和交叉耦合的问题。
设计人员需要采取一些措施来减小这些问题的影响。
例如，可以使用阻抗匹配和隔离技术来降低信号之间的耦合，使用差分信号传输来抵消共模噪声等。
此外，还应该避免信号线和功率线之间的交叉，并采取屏蔽和隔离措施，以减小干扰和噪声。
第四，功耗和热效应。
在CMOS集成电路设计中，功耗和热效应是一个非常重要的问题。
高功耗会导致电路的温度升高，可能会影响电路的性能和可靠性。
在设计中，应该采取一些措施来减小功耗和热效应。
例如，可以使用低功耗的逻辑风格和电路结构，使用节能的电源管理技术，优化电路的布局和布线，以降低功耗和热效应。
最后，可靠性和封装。
在CMOS集成电路设计中，可靠性和封装也是需要考虑的问题。
设计人员需要选择适当的材料和工艺，以确保电路的可靠性和长寿命。
此外，还应该选择合适的封装技术和器件保护措施，以保护电路免受机械和环境应力的影响。
需要注意的是，以上只是CMOS集成电路设计时需要注意的一些重要事项，实际设计工作中还涉及到许多其他方面的问题，如噪声抑制、线性度、电压和时间偏差等。
cmos管原理-cmos器件设计要求原理分析-cmos器件注意事项
cmos管原理-cmos器件设计要求原理分析-cmos器件注意事项CMOS器件设计要求1、CMOS器件在上下电过程中，应保证I/O电平不⾼于VDD+0.5V ，不低于VSS-0.5V，否则CMOS可能触发闩锁烧毁。
2、CMOS器件信号⼝输⼊信号的上升或下降沿不可过缓，否则可能导致器件⼯作异常。
原理分析1、闩锁原理分析闩锁效应（Latch up）最易产⽣在易受外部⼲扰的I/O电路处，也偶尔发⽣在内部电路。
闩锁效应是CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor）⼯艺所特有的寄⽣效应，严重会导致电路的失效，甚⾄烧毁芯⽚。
CMOS电路的基本单元是由⼀个NMOS管和⼀个PMOS管互补构成。
CMOS电路⼀旦被触发闩锁，电源与地之间形成低阻⼤电流通道，此时，即使除去触发信号，闩锁现象将维持，只有电源关断或不能满⾜闩锁的维持电压和电流要求时，才能解除。
闩锁状态时，电源与地之间⼏乎短路，电流很⼤，极有可能烧毁器件。
CMOS⼯艺在数字逻辑中⼤量应⽤，图1为数字器件CMOS输⼊、输出，及输出传输门电路，三者均包含NMOS和PMOS互补相连结构。
图1 输⼊、输出与输出传输门电路图CMOS闩锁效应是由于在电源和地之间寄⽣的PNP和NPN双极性BJT相互影响⽽产⽣的⼀低阻抗通路引起，它的存在会使电源和地之间产⽣⼤电流。
图2为输出⼝结构。
如图所⽰，在该结构中，有两种寄⽣晶体管，纵向寄⽣NPN和横向基区PNP管。
每个晶体管的基极和另⼀晶体管的集电极相连，形成PNPN四层结构的可控硅结构。
由于存在阱寄⽣电阻Rw和衬底寄⽣电阻Rs，使寄⽣晶体管进⼊导通状态的条件与普通可控硅不同。
图 2 CMOS电路产⽣PNPN效应电路正常⼯作时，VT1管的基极与发射极均接电源，VT2管的基极和发射极均接地，两寄⽣晶体管发射结均零偏截⽌，对CMOS电路的⼯作⽆影响。
当CMOS电路的输⼊、输出、电源端，甚⾄地出现正和负浪涌电压和电流时，就有可能使两寄⽣晶体管正向导通，类似于可控硅受触发开通，使CMOS电路进⼊闩锁状态。
CMOS集成逻辑门电路特点及使用方法
CMOS集成逻辑门电路特点及使用方法
1.低功耗：CMOS电路在工作时只有短暂的电流流动，且仅在切换过程中会有瞬间的短路电流，因此功耗较低。
2.高集成度：CMOS电路能够实现大规模的集成，由于其结构简单，可以在一个芯片上实现多个逻辑门功能，从而提高整体集成度。
3.抗干扰能力强：CMOS电路采用互补器件，两种类型的晶体管结合在一起，当一种开启时，另一种关闭，因此对干扰信号的抵抗能力强。
4.工作稳定：CMOS电路由于采用了互补结构，不容易产生热失调现象，故工作稳定性较高。
5.可编程性强：CMOS电路通常具有很好的可编程性，可以通过调整电流大小、精密度等参数来实现不同逻辑功能的设计。
1.电路设计：根据需要设计逻辑电路，包括确定所需的逻辑功能、输入输出端口等。
2.电路仿真：使用电路仿真软件对设计的逻辑电路进行仿真，验证其正确性并进行必要的调整。
3.电路布局：根据设计的逻辑电路，进行电路布局设计，确定晶体管和连线的布局，保证电路的正常工作。
4.制作掩膜：根据布局设计制作相应的掩膜，并进行曝光和光刻等加工工艺。
5.生产加工：通过工艺流程，将设计好的电路图案制作到芯片上，完成电路的制造。
6.测试验证：对制作好的CMOS电路进行测试验证，检查其性能和功能是否符合设计要求。
总的来说，CMOS集成逻辑门电路具有低功耗、高集成度、抗干扰能力强、工作稳定等优点，广泛应用于数字电路、微处理器、存储器、通信电路、模拟电路等领域。
在使用CMOS集成电路时，需要进行电路设计、仿真、布局、制作掩膜、生产加工和测试验证等步骤，以确保电路的正常工作和性能达到设计要求。
CMOS技术的不断发展将为电子行业带来更多的创新和发展机遇。
使用CMOS集成电路需注意的几个问题
更多电子资料请登录赛微电子网使用CMOS集成电路需注意的几个问题集成电路按晶体管的性质分为TTL和CMOS两大类，TTL以速度见长，CMOS以功耗低而著称，其中CMOS电路以其优良的特性成为目前应用最广泛的集成电路。
在电子制作中使用CMOS集成电路时，除了认真阅读产品说明或有关资料，了解其引脚分布及极限参数外，还应注意以下几个问题：1、电源问题（1）CMOS集成电路的工作电压一般在3－18V，但当应用电路中有门电路的模拟应用（如脉冲振荡、线性放大）时，最低电压则不应低于4.5V。
由于CMOS集成电路工作电压宽，故使用不稳压的电源电路CMOS集成电路也可以正常工作，但是工作在不同电源电压的器件，其输出阻抗、工作速度和功耗是不相同的，在使用中一定要注意。
（2）CMOS集成电路的电源电压必须在规定范围内，不能超压，也不能反接。
因为在制造过程中，自然形成许多寄生二极管，如图1所示为反相器电路，在正常电压下，这些二极管皆处于反偏，对逻辑功能无影响，但是由于这些寄生二极管的存在，一旦电源电压过高或电压极性接反，就会使电路产生损坏。
2、驱动能力问题CMOS电路的驱动能力的提高，除选用驱动能力较强的缓冲器来完成之外，还可将同一个芯片几个同类电路并联起来提高，这时驱动能力提高到N倍（N为并联门的数量）。
如图2所示。
3、输入端的问题（1）多余输入端的处理。
CMOS电路的输入端不允许悬空，因为悬空会使电位不定，破坏正常的逻辑关系。
另外，悬空时输入阻抗高，易受外界噪声干扰，使电路产生误动作，而且也极易造成栅极感应静电而击穿。
所以“与”门，“与非”门的多余输入端要接高电平，“或”门和“或非”门的多余输入端要接低电平。
若电路的工作速度不高，功耗也不需特别考虑时，则可以将多余输入端与使用端并联。
（2）输入端接长导线时的保护。
在应用中有时输入端需要接长的导线，而长输入线必然有较大的分布电容和分布电感，易形成LC振荡，特别当输入端一旦发生负电压，极易破坏CMOS中的保护二极管。
集成门电路应用注意事项
图2-41 接上拉阻作为接口电路
图2-42 采用电平移动电路作为接口电路
四、需要注意的其他事项
（1）信号干扰问题 通常集成电路共用同一理想直流电源，但实际的电源一般由稳压电路供电，因
此具有一定的内阻抗。当数字电路在高低状态之间交替变换时，会产生较大的脉冲 电流或尖峰电流，当它流经公共地域时，必然会产生相互干扰，甚至使逻辑功能发 生错乱。为了防止干扰，一般要在电源和地之间接入去耦合滤波电容。如在电源与 地间接10~100 mF的大电容器，每隔6~8个门接高频滤波电容0.01~0.1 mF。 （2）设计和安装工艺
对于TTL电路，多余的输入端允许悬空。悬空时，该端的逻辑输入状态一般都 作为高电平“1”对待。但是最好不要悬空，这样容易受干扰，有时还会造成电路 误动作。
对多余输入端的处理以不改变逻辑关系及稳定可靠性为前提，要根据实际需要 做适当处理。一种方法是将多余的输入端并联起来使用；另一种方法可根据逻辑关 系的要求接地或接高电平。
如果CMOS门电路的输出接有大电容负载，流过输出管的冲击电流较大，易造 成电路失效。为此，必须在输出端与负载电容间串联一限流电阻，将瞬态冲击电流 限制在10mA以下。
此外，CMOS电路接电源时极性不能接反；在实验或调试时，开始先接电源后 再接通信号源，结束时先关信号源后断电源。
二、CMOS门电路的使用注意事项
二、CMOS门电路的使用注意事项
（1）电源电压范围： 4000系列电源电压为3~15V，最大不超过18V；HC系列电源电压为2~6V；
HCT系列电源电压为4.5~5.5V，最大不超过7V。 CMOS电路要求输入信号的幅度满足USS≤uI≤UDD。当CMOS电路输入端施加
的电压过高(大于电源电压)或过低(小于0V)，或者电源电压突然变化时，电路电流 可能会迅速增大，烧坏器件，这种现象称为可控硅效应，在使用时要注意采取措施 预防可控硅效应发生。
cmos高低电平范围
cmos高低电平范围CMOS高低电平范围CMOS（互补金属氧化物半导体）是一种常见的集成电路技术，广泛应用于数字电路和微处理器中。
在CMOS电路中，高低电平的范围是非常重要的，它决定了信号的稳定性和数据的可靠性。
本文将从CMOS高低电平的定义、测量方法以及应用中的注意事项等方面进行阐述。
我们来了解一下CMOS高低电平的定义。
在数字电路中，高低电平分别代表着逻辑1和逻辑0。
CMOS电路的高低电平范围由供电电压决定，通常被定义为电源电压的一半。
例如，如果CMOS电路的供电电压为3.3V，则其高电平范围为1.65V，低电平范围也为1.65V。
测量CMOS高低电平的常用方法是使用示波器。
通过将示波器的探头连接到CMOS电路的输入端，可以观察到输入信号的波形。
在示波器上设置合适的触发电平，即可测量高低电平的范围。
通常，示波器会自动计算电压峰值，并显示在屏幕上。
在实际应用中，我们需要注意一些与CMOS高低电平相关的问题。
首先是输入电平的幅值。
如果输入电平低于CMOS的低电平范围，则CMOS电路无法正确识别为逻辑0。
同样，如果输入电平高于CMOS的高电平范围，则CMOS电路无法正确识别为逻辑1。
因此，在设计CMOS电路时，需要确保输入信号的幅值在合适的范围内。
其次是输出电平的幅值。
CMOS输出电平的范围通常与供电电压相同。
如果输出电平低于供电电压的一半，则可能无法驱动后续电路。
而如果输出电平高于供电电压的一半，则可能引起电路故障。
因此，设计CMOS电路时需要根据后续电路的要求来确定输出电平的幅值。
温度对CMOS高低电平范围也有一定影响。
随着温度的升高，CMOS电路的导通特性会发生变化，导致高低电平范围的变化。
因此，在一些高温环境下应用CMOS电路时，需要考虑温度对电路性能的影响，并进行相应的补偿。
总结起来，CMOS高低电平范围是决定信号稳定性和数据可靠性的重要因素。
正确测量和控制CMOS高低电平的幅值，可以确保电路的正常工作。
模电常见疑问22问答
模电常见疑问 22问答问答, 疑问1.影响二极管开关速度的主要因素是什么?答：影响二极管开关速度的主要因素是由电荷存储效应,反向恢复时间就是存储电荷消失所需要的时间。
2.数字电路中的BJT工作在何种工作状态？答：它与放大电路中的BJT有何不同？在数字电路中，BJT大多数工作在开关状态，即工作在截止区和饱和区，相当于开关的“开通”和“关断”。
在放大电路中BJT多数工作在放大区。
3.影响BJT开关速度的有哪些因素？答：BJT的开关时间即开通时间和关闭的时间限制了BJT开关速度。
开通时间就是建立基区电荷的时间。
关闭时间就是存储电荷消散的时间。
4.什么叫逻辑“与”和逻辑“或”？如何用二极管来实现与门和或门。
答：只有当一件事的几个条件全部具备之后，这件事才发生，这种关系称为与逻辑。
当一件事情的几个条件中只要有一个条件得到满足这件事就会发生，这种关系称为或逻辑。
5.什么叫非逻辑?为什么可以利用BJT来构成非门?模拟电路中的反相电压放大器与数字电路中的非门有何不同?答：一件事情的发生是以其相反的条件为依据，这种逻辑关系称为非逻辑。
当三极管基极加高电平时，BJT饱和导通，输出低电平；当基极加低电平时，BJT截止，输出高电平，从而构成非门。
模拟电路中的反相电压放大器输入输出均为正弦波，且电路引入负反馈。
数字电路中非门研究的是输入，输出的逻辑状态。
6.一般的BJT反相器的动态性能存在什么问题？而TTL反相器的输入级和推拉式输出级各有什么特点，它们是怎样提高电路的开关速度的？答：一般的BJT反相器由于基区存储电荷的影响和负载电容的作用，导致其开关速度不高。
输入级可以使多余的存储电荷迅速从集电极消散而达到截止，提高工作速度。
推拉式输出级由于输出电阻很小，提高了带负载的能力，由于BJT的放大作用，加速电荷消散，从而提高开关速度。
7.TTL与非门和TTL反相器在电路结构上和功能上有何不同?答：TTL反相器的输入端采用多发射极的BJT即构成与非门器件中的每一个发射极能各自独立地形成正向偏置的发射结,并可促使BJT进入放大或饱和区。
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所有MOS集成电路（包括P沟道MOS，N沟道MOS，互补MOS—CMOS集成电路）都有一层绝缘栅，以防止电压击穿。一般器件的绝缘栅氧化层的厚度大约是25nm、50nm、80nm三种。在集成电路高阻抗栅前面还有电阻——二极管网络进行保护，虽然如此，器件内的保护网络还不足以免除对器件的静电损害（ESD），实验指出，在高电压放电时器件会失效，器件也可能为多次较低电压放电的累积而失效。按损伤的严重程度静电损害有多种形式，最严重的也是最容易发生的是输入端或输出端的完全破坏以至于与电源端VDD、GND短路或开路，器件完全丧失了原有的功能。稍次一等严重的损害是出现断续的失效或者是性能的退化，那就更难察觉。还有一些静电损害会使泄漏电流增加导致器件性能变坏。
（7）尼龙或其它易产生静电的材料不允许与 CMOS 和 NMOS 集成电路接触。
（8）在自动化操作过程中，由于器件的运动，传送带的运动和印刷电路板的运动可能会产生很高的静电压，因此要在车间内使用电离空气鼓风机和增湿机使室内相对湿度在 35% 以上，凡是能和集成电路接触的设备的顶盖、底部、侧面部分均要采用接地的金属或其它导电材料。
（5）所有 CMOS 和 NMOS 集成电路的储存和运输过程必须采用抗静电材料做成的容器，而不能按常规将器件插入塑料或放在普通塑料的托盘内，直到准备使用时才能从抗静电材料容器中取出来。
（6）所有 CMOS 和 NMOS 集成电路应当放置在接地良好的工作台上，鉴于工作人员也能对工作台产出静电放电，所以工作人员在操作器件之前自身必须先接地，为此建议工作人员要用牢固的导电带将手腕或肘部与工作台表面连接良好。
（3）所有低阻抗设备（例如脉冲信号发生器等）在接到 CMOS 或 NMOS集成电路输入端以前必然让器件先接通电源，同样设备与器件断开后器件才能断开电源。
（4）包含有 CMOS 和 NMOS 集成电路的印刷电路板仅仅是一个器件的延伸，同样需要遵守操作准则。从印刷电路板边缘的接插件直接联线到器件也能引起器件损伤，必须避免一般的塑料包装，印刷电路板接插件上的 CMOS 或 NMOS 集成电路的地址输入端或输出端应当串联一个电阻，由于这些串联电阻和输入电容的时间常数增加了延迟时间。这个电阻将会限制由于印刷电路板移动或与易产生静电的材料接触所产生的静电高压损伤。
若信号源和CMOS集成电路用两组电源，开机时，应先接同CMOS集成电路电源，后接通信号源电源。关机时，应先关信号源电源，后关CMOS集成电路电源。
CMOS集成电路的保护措施
因为CMOS集成电路输入阻抗极高，随机的静电积累很可能使电路引出端任意两端的电压超过MOS管栅击穿电压，从而引起电路损坏。所以，CMOS集成电路不用时应把电路的外引线全部短路，或放在导电的屏蔽容器内，以防被静电击穿。
（9）冷冻室要用二氧化碳制冷，并且要放置隔板，而器件必须放在导电材料的容器内。
（10）需要扳直外引线和用手工焊接时，要采用手腕接地的措施，焊料罐也要接地。
（11）波峰焊时要采用下面措施：
a、波峰焊机的焊料罐和传送带系统必须接真地。
b、工作台采用导电的顶盖遮盖，要接真地。
c、工作人员必须按照预防准则执行。
CMOS集成电路的测试
测试时所有CMOS集成电路的仪器、仪表均应良好接地。如果是低阻信号源，应保证输入信号不超过CMOS集成电路的电源电压范围（CXXX系列为7~15V，C4000系列为3~18V），既VSS≤Vi≤VDD。如果输入信号一定要超过CMOS集成电路的电源电压范围，则应在输入端加一个限流电阻，使输入电流不超过5mA，以避免CMOS集成电路内部的保护二极管烧毁。
（16）操作人员使用棉织品手套而不要用尼龙手套或橡胶手套。
（17）在工作区，禁止使用地毯。
（18）除非绝对必要外，都不准工作人员触摸CMOS或NMOS器件的引线端子。
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由于不可避免的短时间操作引起的高静电电压放电现像，例如人在打腊地板上走动时会引起高达4KV～15KV的静电高压，此高压与环境湿度和表面的条件有关，因而在使用CMOS、NMOS器件时必须遵守下列预防准则：
（1）不要超过手册上所列出的极限工作条件的限制。
（2）器件上所有空闲的输入端必须接 VDD 或 VSS，并且要接触良好。
d、完成的工件要放到抗静电容器中，优先送到下一道工序去。
（12）清洗印刷电路板要采用下列措施：
a、蒸气去油剂和篮筐必须接真地，工作人员同样要接地。
b、不准使用刷子和喷雾器清洗印数电路板。
c、从清洗篮中拿出来的工件要立即放入蒸汽去油剂中。
d、只有在工件接地良好或在工件上采用静电消除器后才允许使用高速空气和溶剂。
CMOS集成电路的互换
在使用中有些CMOS集成电路是可以直接换用。如国产CC4000可与国外产品CD4000、MC14000系列直接代换。
对于那些管脚排列和封装形式完全一致，但电参数有所不同的CMOS集成电路，换用时要十分注意。如国产CC4000和CXXX中有些品种，它们的工作电压有所差异，CC4000为3~18V、CXXX为7~15V。换用时要考虑到电源供电及负载能力问题。另外，对于那些封装形式及管脚排列不同的CMOS集成电路，一般不能直接代换。如果需要换用，则应做一些相应的变换使两者功能相同的引出端一一对应.
（13）必须有生产线监督者的允许才能使用静电监测仪。
（14）在通电状态时不准插入或拔出集成电路，绝对应当按下列程序操作：
a、插上集成电路或印刷电路板后才通电。
b、断电后才能拔出集成电路或印刷电路板。
（15）告诫使用 MOS 集成电路的人员，决不能让操作人员直接与电气地相连，为了安全的原因，操作人员与地气之间的电阻至少应有 100K。
CMOS集成电路使用注意事项
CMOS集成电路的安装
为了避免由于静电感应而损坏电路，焊接CMOS集成电路所使用的电烙铁必需良好接地，焊接时间不得超过5秒。最好使用20~25W内热式电烙铁和502环氧助焊剂，必要时可使用插座。
在接通电源的情况下，不应装拆CMOS集成电路。凡是与CMOS集成电路接触的工序，使用的工作台及地板严禁铺垫高绝缘的板材（如橡胶板、玻璃板、有机玻璃、胶木板等），应在工作台上铺放严格接地的细钢丝网或铜丝网，并经常检查接地可靠性。