什么是CMOS电平接口，COMS电路有什么使用注意事项-EDA365

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什么是CMOS电平接口，COMS电路有什么使用注意事项

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电源
COMS
半导体

COMS集成电路是互补对称金属氧化物半导体（Complementary symmetry metal oxide semiconductor）集成电路的英文缩写，电路的许多基本逻辑单元都是用增强型PMOS晶体管和增强型NMOS管按照互补对称形式连接的，静态功耗很小。COMS电路的供电电压电压波动允许±10，当输出电压高于VDD-0.5VVDD范围比较广在+5--+15V均能正常工作，时为逻辑1，输出电压低于VSS+0.5V（VSS为数字地）为逻辑0，扇出数为10--20个COMS门电路。

输出L：《0.1*Vcc；H：》0.9*Vcc

输入L：《0.3*Vcc；H：》0.7*Vcc

由于CMOS电源采用12V，则输入低于3.6V为低电平，噪声容限为1.8V，高于3.5V为高电平，噪声容限高为1.8V。比TTL有更高的噪声容限。

输出高电平和输出低电平：Uoh≈Vcc，Uol≈GND，

输入高电平和输入低电平：Uih≥0.7Vcc，Uil≤0.2Vcc

由上面可知，在同样5V电源的电压情况下，CMOS电路可以直接驱动TTL，而TTL电路不能直接驱动CMOS电路，故TTL电路驱动CMOS电路需上拉电阻。

3.3V CMOS可以直接驱动5V的TTL电路。

（当然上面是一般情况，具体还是要查看所用芯片的datasheet，只要在用的时候注意就行）

比较：A：TTL电路是电流控制器件、CMOS电路是电压控制器件

B：TTL电路的速度快，传输延迟短（5-10ns）但是功耗大

CMOS电路的速度慢，传输延迟长（25-50ns），但功耗低，CMOS电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关，频率越高，芯片越热，这是正常现象。

二、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。

三、CMOS电平接口

我们对它也不陌生，也是经常和它打交道了，一些关于CMOS的半导体特性在这里就不必啰嗦了。许多人都知道的是，正常情况下CMOS的功耗和抗干扰能力远优于TTL。但是鲜为人知的是，在高转换频率时，CMOS系列实际上却比TTL消耗更多的功率。

由于CMOS的工作电压目前已经可以很小了，有的FPGA内核工作电压甚至接近1.5V，这样就使得电平之间的噪声容限比TTL小了很多，因此更加加重了由于电压波动而引发的信号判断错误。

众所周知，CMOS电路的输入阻抗是很高的，因此，它的耦合电容容量可以很小，而不需要使用大的电解电容器了。由于CMOS电路通常驱动能力较弱，所以必须先进行TTL转换后再驱动ECL电路。

此外，设计CMOS接口电路时，要注意避免容性负载过重，否则的话会使得上升时间变慢，而且驱动器件的功耗也将增加（因为容性负载并不耗费功率）。

四、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。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。

2）输入端接低内阻的信号源时，要在输入端和信号源之间要串联限流电阻，使输入的电流限制在1mA之内。

3）当接长信号传输线时，在COMS电路端接匹配电阻。

4）当输入端接大电容时，应该在输入端和电容间接保护电阻。电阻值为R=V0/1mA.V0是外界电容上的电压。

5）COMS的输入电流超过1mA，就有可能烧坏COMS。

五、CMOS的趋势

进入2000年后，电子电路低电压化的步伐加快了。这与电子设备的信号处置从模仿向数字转移有亲密的关系。像CG（ComputerGraphic，计算机图形）那样，进一步以高速度、高密度（3D，MPEG2，5.lch环绕平面声等）、而且用电池驱动的笔记本电脑停止编辑、阅览。像数码照相机（百万像素&长时间电池）那样，请求更低的功率耗费。

从这种市场意向和半导体厂家的高集成度、高附加值两个角度看，都请求器件的微细化、低电压化。表13.4列出了包括EIA／JEDEC依然在审议中的电源电压范围的规范化意向。低电压化业已进入1.0V系电源。

表13.5列出其输入电压规格（接口规格）的意向，到3.3V系（或者3.0V系）电源电压，都是VIL=0.8V、VIH=2.0V就是说以维持TTL电平的“LVTTL”（LV：LowVoltage）作为输入电压规格规范，在TTL习气运用的信息、通讯范畴运用着。不过在电源电压进一步降低后，VIL，和VIH的规格就只能采用CMOS电平规范。图13.6形象地表现出电源电压和高速化的关系。TTL运用在以5V工作为中心的高速应用范畴，3V系的应用被合适于Bi-CMOS技术的低电压型（LVTTL）掩盖。TTL/LVTTL的电路阈值设计大约是1.4V，输入“L”/“H”的电压规格是0.8V/2.0V。