cmos电(dian)路和cmos器件(jian)的(de)特点以(yi)及优化分析
信息来源:本(ben)站 日(ri)期:2017-08-11
CMOS的特(te)性
CMOS电路和CMOS器件具有如(ru)下特性:
(1)功耗低。
(2)可以在低(di)电压(ya)下丁(ding)作/工作电压(ya)范围宽。
(3)噪声余量大(da)。
(4)容易集成化(hua)。
(5)输入阻抗高。
(6)基于输(shu)入电容(rong)的暂存记忆(yi)。
功耗低
CMOS器(qi)件具有(you)宏大(da)市场的(de)最大(da)理由就(jiu)是(shi)功率耗(hao)费低。正如将CMOS反相器(qi)电(dian)(dian)路(图10.4)置换为等效(xiao)电(dian)(dian)路(图10.5)时所看到(dao)的(de)那样(yang),不管(guan)输入的(de)信号是(shi)“L”电(dian)(dian)平还是(shi)“H”电(dian)(dian)平,p沟(gou)MOS晶体管(guan)和n沟(gou)MOS晶体管(guan)中总有(you)一个(ge)OFF,处(chu)于切断(duan)/高阻抗状(zhuang)态。就(jiu)是(shi)说,在(zai)稳定状(zhuang)态下(xia),没有(you)从电(dian)(dian)源(yuan)(VDD)流(liu)向GND(Vss)的(de)电(dian)(dian)流(liu)(贯(guan)串电(dian)(dian)流(liu))。在(zai)输入静止,稳定的(de)“H”或者“L”状(zhuang)态下(xia),耗(hao)费功率(VDDXIDD)
无限地(di)接近(jin)零。只要微小的外(wai)表(biao)漏电流(liu)和pn结漏电流(liu)。
在输入信号“H”→“L”或(huo)者“L”一“H”转变的(de)过渡状态,p沟(gou)MOS晶体(ti)(ti)管和n沟(gou)MOS晶体(ti)(ti)管两者都处(chu)于ON的(de)霎时,由(you)于输出级的(de)耦合电(dian)容、浮游电(dian)容、负载电(dian)容等(deng)电(dian)容成分的(de)充放电(dian),会有电(dian)流活动。所(suo)以动态工作时的(de)功耗(hao)不是零。
通(tong)常在(zai)停(ting)(ting)止数(shu)字信(xin)号(hao)处置(zhi)的(de)(de)场所(suo)(suo),输入信(xin)号(hao)的(de)(de)上升时间(jian)(jian)、降落时间(jian)(jian)十分短(方波),所(suo)(suo)以贯串(chuan)电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)惹起(qi)的(de)(de)功(gong)耗(hao)不(bu)是(shi)什(shen)么大问题。但(dan)是(shi),在(zai)应用(yong)(yong)中间(jian)(jian)电(dian)(dian)(dian)(dian)平的(de)(de)输入信(xin)号(hao)的(de)(de)振荡电(dian)(dian)(dian)(dian)路等应用(yong)(yong)电(dian)(dian)(dian)(dian)路巾,必(bi)需(xu)留意贯串(chuan)电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)惹起(qi)的(de)(de)功(gong)耗(hao)。例如(ru),1MHz的(de)(de)石英振荡电(dian)(dian)(dian)(dian)路中运用(yong)(yong)CMOS反相(xiang)器(qi)时,大约(yue)有(you)10mW的(de)(de)功(gong)率耗(hao)费。 IC的(de)(de)逻辑状态是(shi)在(zai)“H”与“L”之间(jian)(jian)疾速(su)的(de)(de)变(bian)动着。在(zai)停(ting)(ting)止高速(su)数(shu)字信(xin)号(hao)处置(zhi)的(de)(de)场所(suo)(suo),由于要对CMOS器(qi)件内(nei)外的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)容成(cheng)(cheng)分停(ting)(ting)止充放电(dian)(dian)(dian)(dian),所(suo)(suo)以如(ru)图(tu)10.9所(suo)(suo)示,会产生相(xiang)当的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)耗(hao)费/功(gong)率耗(hao)费。在(zai)停(ting)(ting)止设计(ji)时,关于CMOS器(qi)件必(bi)需(xu)计(ji)算出IC本(ben)身所(suo)(suo)具有(you)的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)容成(cheng)(cheng)分,还要思索(suo)到动态工(gong)作时的(de)(de)功(gong)率耗(hao)费。
图10. 10示出产生电流耗费的状况。'