钳位二极管和 CMOS 逻辑器件

[音频标志]

大家好，欢迎观看 The Logic Minute。

在本视频中，我们将 讨论钳位二极管

以及它们如何影响 CMOS 逻辑器件的运行。

绝大多数 CMOS 逻辑器件

都有负向内部 钳位二极管。

这张非常简单的 方框图显示了

这些二极管 从接地连接到

输入或输出引脚。

许多器件还包含 正向钳位二极管。

它们从输入或输出 引脚连接到电源。

通过一个例子，我们 看看这些二极管是如何

影响输入信号的。

在屏幕右侧，

大家可以看到我们的测试电路。

我们对逻辑门的 输入应用一个 5 伏

阶跃函数。

逻辑门的电源为 1.8 伏。

我将在示波器显示 画面上为电源电压

添加一条参考线。

我们看到的波形都 将在测试点 1 处测量。

对于不包含正向 钳位二极管的器件，

输入信号不受 逻辑门上的电源

电压影响。

在这里，您可以看到 输入电压超过门电源电压，

差值大于 3 伏。

与输入串联的 100 欧姆电阻器的

影响可以忽略不计， 因为 CMOS 输入

为高阻抗。

许多器件不包含 正向钳位二极管，

因此将允许 这种运行模式。

请查看数据表的 建议运行条件表，

确保以这种方式 使用器件之前，

输入电压不受

电源电压的影响。

在本例中，我们可以看到 建议的输入电压最大值

不受电源值影响，

而且最大值 大于输入信号。

该器件将在示例 电路中正常工作。

再来看包含正向 钳位二极管的器件，

可以看到， 输入波形钳位

至大概 2.8 伏。

这是因为正向 输入钳位二极管

是正向偏置的，在二极管上 产生大约 1 伏的压降，

迫使输入电压 变为 2.8 伏，

并在串联 电阻器上产生压降。

该电阻器直接 决定通过二极管

向上流到 1.8 伏电源的

电流大小。

如果要在设计中 启用钳位二极管，

请务必保证 流经它们的电流

低于数据表中的 绝对额定最大值。

这里指定 Iik 为输入钳位

电流限值， Iok 指定为输出钳位

电流限值。

在本例中，数据表 列出发生损坏前的

最大额定 电流为 20 毫安。

使用所示的 100 欧姆 电阻器，电路将产生

大概 22 毫安的电流，

这可能会损坏器件。

我们需要至少将电阻 增加到 110 欧姆，

以确保电流 不会损坏器件。

我的建议就是

将电阻增加至 1 千欧， 使该电流下降到远低于

最大限值的水平。

谢谢观看。

如果您有任何问题，

请访问 E2E 论坛， 直接向我们咨询。

[音频标志]

大家好，欢迎观看 The Logic Minute。

在本视频中，我们将 讨论钳位二极管

以及它们如何影响 CMOS 逻辑器件的运行。

绝大多数 CMOS 逻辑器件

都有负向内部 钳位二极管。

这张非常简单的 方框图显示了

这些二极管 从接地连接到

输入或输出引脚。

许多器件还包含 正向钳位二极管。

它们从输入或输出 引脚连接到电源。

通过一个例子，我们 看看这些二极管是如何

影响输入信号的。

在屏幕右侧，

大家可以看到我们的测试电路。

我们对逻辑门的 输入应用一个 5 伏

阶跃函数。

逻辑门的电源为 1.8 伏。

我将在示波器显示 画面上为电源电压

添加一条参考线。

我们看到的波形都 将在测试点 1 处测量。

对于不包含正向 钳位二极管的器件，

输入信号不受 逻辑门上的电源

电压影响。

在这里，您可以看到 输入电压超过门电源电压，

差值大于 3 伏。

与输入串联的 100 欧姆电阻器的

影响可以忽略不计， 因为 CMOS 输入

为高阻抗。

许多器件不包含 正向钳位二极管，

因此将允许 这种运行模式。

请查看数据表的 建议运行条件表，

确保以这种方式 使用器件之前，

输入电压不受

电源电压的影响。

在本例中，我们可以看到 建议的输入电压最大值

不受电源值影响，

而且最大值 大于输入信号。

该器件将在示例 电路中正常工作。

再来看包含正向 钳位二极管的器件，

可以看到， 输入波形钳位

至大概 2.8 伏。

这是因为正向 输入钳位二极管

是正向偏置的，在二极管上 产生大约 1 伏的压降，

迫使输入电压 变为 2.8 伏，

并在串联 电阻器上产生压降。

该电阻器直接 决定通过二极管

向上流到 1.8 伏电源的

电流大小。

如果要在设计中 启用钳位二极管，

请务必保证 流经它们的电流

低于数据表中的 绝对额定最大值。

这里指定 Iik 为输入钳位

电流限值， Iok 指定为输出钳位

电流限值。

在本例中，数据表 列出发生损坏前的

最大额定 电流为 20 毫安。

使用所示的 100 欧姆 电阻器，电路将产生

大概 22 毫安的电流，

这可能会损坏器件。

我们需要至少将电阻 增加到 110 欧姆，

以确保电流 不会损坏器件。

我的建议就是

将电阻增加至 1 千欧， 使该电流下降到远低于

最大限值的水平。

谢谢观看。

如果您有任何问题，

请访问 E2E 论坛， 直接向我们咨询。