CMOS逻辑标准输入

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大家好，欢迎观看 The Logic Minute。

在本视频中，我们将 讨论标准 CMOS 器件

输入结构的运行方式。

几乎所有逻辑器件 都有相似的内部结构。

在本视频中， 我们将专门介绍

输入缓冲器部分。

此缓冲器将输入 信号与内部逻辑分离。

有许多不同的电路

都用作 CMOS 器件的输入。

然而，最为常见的是 非常简单的 CMOS 反相器。

Vin 表示 器件的输入信号，

Vout 指示发送到

内部逻辑功能的信号。

此设计的 优点在于简单，

仅使用两个 MOSFET。

由于输入端只有 两个 MOSFET，

输入电容可以非常低。

因此，输入可以 非常快速地切换。

此外，输入泄漏电流

非常低，因为 MOSFET 栅极不提供

直流电流的流动路径。

输入结构中的 MOSFET

受电压控制。

它们的控制电压 定义为 VSG 和 VGS。

左侧的条形 表示输入电压

以及它与不同 输入特性之间的

关系。

顶部和底部代表 绝对最大输入

电压等级。

超过这些值， 器件可能受到损坏。

绿色区域表示 建议的器件工作

范围。

黄色区域处于定义的 高电平和低电平状态之间，

应该快速转换。

最后，中间的红色标记

是器件的阈值电压，

表示输出改变

状态时的电压。

如果输入设置 为 0 伏，则 NFET

将关断。

另外，VSG 将接近 VCC，

PFET 将导通。

在这种情况下，电流 可以从 VCC 流向输出。

但是，没有电流 从 VCC 流向接地。

如果输入 从 0 更改为 VCC，

则 PFET 将关断， NFET 将导通，

将输出拉至接地。

这两种情况说明了 输入电路正常的静态

运行方式。

但是，当输入 介于 0 和 VCC 之间时，

还有第三种瞬态情况。

在这种情况下， 两个 MOSFET 都可以导通，

电流可以从 VCC 直接流向接地。

这种电流 叫做击穿电流。

输入从一个电源轨 切换到另一电源轨的速度越快，

击穿电流 消耗的功率越小。

如果输入保持在 大概电源一半的电压上，

则此电流可 导致功耗过大，

降低可靠性， 在某些情况下，

还会损坏器件。

这是输入阈值 没有在标准

CMOS 器件的数据表 中列出的主要原因。

输入不应保持为 输入阈值或该值附近，

该值通常略低于

电源电压的一半。

此外，如果允许 输入悬空或缓慢

通过此区域， 可产生振荡，

导致意外的 运行情况，甚至

更大的功耗。

数据表中的 绝对最大额定值表

列出了最大的 输入电压范围，

对应左侧条形的 顶部和底部。

超出绝对最大 额定值表中的值

可对器件造成损害。

建议运行条件表

列出了输入电压范围，

以及高输入和 低输入电压的定义，

对应左侧的绿色区域。

此表还包括 要求的输入转换速率，

应该以此速率

在左侧所示的 黄色区域转换。

如今有许多不同的 输入电压标准在使用，

我只是在这里 展示几个示例。

在本视频中， 我们主要了解了

标准 5 伏 CMOS 输入。

5 伏 TTL 标准 也很常见，

通常用于连接

以前的双极逻辑器件，

或将 3.3 伏信号 转换为最高 5 伏信号。

请务必搞清楚 您的设计遵循何种标准，

并根据数据表规格

选择合适的逻辑系列。

谢谢观看。

如果您有任何疑问，

请访问 e2e 论坛， 直接向我们咨询。

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大家好，欢迎观看 The Logic Minute。

在本视频中，我们将 讨论标准 CMOS 器件

输入结构的运行方式。

几乎所有逻辑器件 都有相似的内部结构。

在本视频中， 我们将专门介绍

输入缓冲器部分。

此缓冲器将输入 信号与内部逻辑分离。

有许多不同的电路

都用作 CMOS 器件的输入。

然而，最为常见的是 非常简单的 CMOS 反相器。

Vin 表示 器件的输入信号，

Vout 指示发送到

内部逻辑功能的信号。

此设计的 优点在于简单，

仅使用两个 MOSFET。

由于输入端只有 两个 MOSFET，

输入电容可以非常低。

因此，输入可以 非常快速地切换。

此外，输入泄漏电流

非常低，因为 MOSFET 栅极不提供

直流电流的流动路径。

输入结构中的 MOSFET

受电压控制。

它们的控制电压 定义为 VSG 和 VGS。

左侧的条形 表示输入电压

以及它与不同 输入特性之间的

关系。

顶部和底部代表 绝对最大输入

电压等级。

超过这些值， 器件可能受到损坏。

绿色区域表示 建议的器件工作

范围。

黄色区域处于定义的 高电平和低电平状态之间，

应该快速转换。

最后，中间的红色标记

是器件的阈值电压，

表示输出改变

状态时的电压。

如果输入设置 为 0 伏，则 NFET

将关断。

另外，VSG 将接近 VCC，

PFET 将导通。

在这种情况下，电流 可以从 VCC 流向输出。

但是，没有电流 从 VCC 流向接地。

如果输入 从 0 更改为 VCC，

则 PFET 将关断， NFET 将导通，

将输出拉至接地。

这两种情况说明了 输入电路正常的静态

运行方式。

但是，当输入 介于 0 和 VCC 之间时，

还有第三种瞬态情况。

在这种情况下， 两个 MOSFET 都可以导通，

电流可以从 VCC 直接流向接地。

这种电流 叫做击穿电流。

输入从一个电源轨 切换到另一电源轨的速度越快，

击穿电流 消耗的功率越小。

如果输入保持在 大概电源一半的电压上，

则此电流可 导致功耗过大，

降低可靠性， 在某些情况下，

还会损坏器件。

这是输入阈值 没有在标准

CMOS 器件的数据表 中列出的主要原因。

输入不应保持为 输入阈值或该值附近，

该值通常略低于

电源电压的一半。

此外，如果允许 输入悬空或缓慢

通过此区域， 可产生振荡，

导致意外的 运行情况，甚至

更大的功耗。

数据表中的 绝对最大额定值表

列出了最大的 输入电压范围，

对应左侧条形的 顶部和底部。

超出绝对最大 额定值表中的值

可对器件造成损害。

建议运行条件表

列出了输入电压范围，

以及高输入和 低输入电压的定义，

对应左侧的绿色区域。

此表还包括 要求的输入转换速率，

应该以此速率

在左侧所示的 黄色区域转换。

如今有许多不同的 输入电压标准在使用，

我只是在这里 展示几个示例。

在本视频中， 我们主要了解了

标准 5 伏 CMOS 输入。

5 伏 TTL 标准 也很常见，

通常用于连接

以前的双极逻辑器件，

或将 3.3 伏信号 转换为最高 5 伏信号。

请务必搞清楚 您的设计遵循何种标准，

并根据数据表规格

选择合适的逻辑系列。

谢谢观看。

如果您有任何疑问，

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