CMOS集成电路设计(二):接口电路详解

最新更新时间:2013-07-16来源: 互联网关键字:CMOS  集成电路  接口电路 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

一、CMOS集成电路驱动其它器件

  1.CMOS-TTL集成电路的接口

  由于TTL的低电平输入电流1.6mA,而CMOS的低电平输出电流只有1.5mA,因而一般都得加一个接口电路。这里介绍一种采用单电源的接口电路。在附图1中,门II起接口电路的作用,是CMOS集成电路缓冲/电平变换器,起缓冲驱动或逻辑电平变换的作用,具有较强的吸收电流的能力,可直接驱动TTL集成电路,因而连接简便。但是,使用时需要注意相位问题。电路中CC4049是六反相缓冲/变换器,而CC4050是六同相缓冲/变换器。

  CMOS-TTL集成电路的接口

  2.CMOS-HTL集成电路的接口

  HTL集成电路是标准的工业集成电路,具有较高的抗干扰性能。由于CMOS集成电路的工作电压很宽,因而可与HTL集成电路共用+15V电源。此时,两者之间的VOH、VOL及IIH、IIL均互相满足,不必另设接口电路,直接相连即可,连接电路见附图2。

  
  3.CMOS-ECL集成电路的接口

  ECL集成电路是一种非饱和型的数字逻辑电路。其工作速度居所有逻辑电路之首。ECL采用负电源供电。CMOS集成电路驱动ECL集成电路可使用单电源工作,如附图3所示。ECL集成电路加-5.2V工作电压,CMOS的VDD接地,VSS接至-5.2V。以ECL集成电路CE10102为例,(CE10102内部包括4个2输入或非门),流入ECL的输入高电平电流IIH为265uA,输入高电平电压VIH为-1.105V, 在单电源下CMOS电路可以满足ECL集成电路的输入需要。

  

  4.CMOS-NMOS集成电路的接口

  NMOS集成电路是N沟道MOS电路,NMOS集成电路的输入阻抗很高,基本上不需要吸收电流,因此,CMOS与NMOS集成电路连接时不必考虑电流的负载问题。

  NMOS集成电路大多采用单组正电源供电,并且以5V为多。CMOS集成电路只要选用与NMOS集成电路相同的电源,就可与NMOS集成电路直接连接。不过,从NMOS到CMOS直接连接时,由于NMOS输出的高电平低于CMOS集成电路的输入高电平,因而需要使用一个(电位)上拉电阻R,如图4所示,R的取值一般选用2~100KΩ。

  

5.CMOS-PMOS集成电路的接口

  PMOS集成电路是一种适合在低速、低频领域内应用的器件。PMOS集成电路采用-24V电压供电。如图5所示的CMOS-PMOS接口电路采用两种电源供电。采用直接接口方式,一般CMOS的电源电压选择在10~12V就能满足PMOS对输入电平的要求。

  

  6.CMOS-工业控制电路的接口

  工业控制电路是工业控制系统中常用的电路,多采用24V工作电压。图6示出了CMOS电路与工业控制电路的连接方法。图中R1是晶体三极管VT的基极偏流电阻,VT的作用是把CMOS电路较低的逻辑高电平拉到24V,使两者构成良好的连接。

  

  7.CMOS-晶体三极管VT的接口

  图7a是CMOS集成电路驱动晶体三极管的接口。晶体三极管VT采用共发射极形式连接R1是VT的负载电阻,R1是VT的基极偏流电阻,R1的大小由公式R1=(VOH-VBH)β/IL决定。式中IL为负载电流。使用时应先根据VL和IL来选定VC,然后估算IB(IB=IL/β)是否在CMOS集成电路的驱动能力之内。如超出,可换用β值更高的晶体三极管或达林顿管,如图7b所示。晶体三极管VT按IL选定,IB=IL/(β1*β2),电阻R1的取值为:R1=(VOH -1.4)/(IB + 1.4/R2),式中R2是为改善电路的开关特性而引入的,其值一般取为4?10KΩ。

  CMOS-晶体三极管VT的接口

  8.CMOS-发光二极管LED的接口

  发光二极管(LED)具有高可靠性、低功耗、长寿命等多项重要特性。是与CMOS集成电路配合使用的最佳终端显示器件之一。发光效率较高的LED可由CMOS集成电路直接驱动,特别当VDD=10~18V时,绝大多数的LED能够有足够的亮度。应当说明,用CMOS集成电路驱动LED应串入限流电阻,因为当VDD=10V时,其输出短路电流可达20mA左右,若不加适当的限流保护,极易导致LED或CMOS集成电路损坏。图8a是CMOS集成电路输出低电平点亮LED的电路,电阻R可通过公式:R=(VDD-VOL-VLED)/ILED求出。图8b是CMOS集成电路输出高电平点亮LED的电路,电阻R的数值通过公式:R=(VOH-VLED)/ILED求出。式中VLED和分别是LED的工作电压和工作电流。

  

  如果在低电源电压下工作的CMOS集成电路要驱动LED,或者使用负载能力较差的COOO系列CMOS集成电路驱动LED,均可能难以使LED发出足够明亮的光。解决办法是加一级晶体管驱动电路,以获得足够的驱动能力。

  9.CMOS-可控硅VS的接口

  一般中、小功率可控硅的触发电流约在10mA以下,故多数CMOS集成电路能够直接驱动可控硅。具体电路如图9所示。若需要更大的驱动电流,可改为CMOS缓冲器(例如CC4041)或缓冲/驱动器(例如CC40107),也可加一级晶体三极管电路。

  

关键字:CMOS  集成电路  接口电路 编辑:神话 引用地址:CMOS集成电路设计(二):接口电路详解

上一篇:EMI滤波减少精密模拟应用中的误差
下一篇:CMOS集成电路设计(三):接口电路详解

推荐阅读最新更新时间:2023-10-12 20:46

通信领域的蓬勃发展推动模拟IC市场
通信模拟IC包括了收发器和放大器这两大部分,正是这两类元件使信号传输成为可能。这是一个115亿美元的市场, 并且由于全球对通信设备的需求不断增长,该市场预计在2012年接近220亿美元,其中大部分新收入来自亚太地区。 通信模拟领域可被分为四类产品,其中三类为RF IC或无线产品,一类为有线产品。有线产品包括用于电信信号传输的收发器。无线产品包括功率放大器(PA)、低噪声放大器(LNA), 以及收发器。各类产品的增长率不同,但年均复合增长率(CAGR)达到了14%,这远远超出了半导体产业9%的年均增长率。 该类产品收支的主要驱动力来自手机领域。但是,由于该领域市场逐渐成熟,供应商为了保持利润并增加赢利,开始转向其它市场,
[焦点新闻]
意法半导体Grade-0模拟IC尺寸减一半,提高汽车电控单元小型化
中国,2016年10月20日 横跨多重电子应用领域、全球领先的半导体供应商意法半导体(STMicroelectronics,简称ST;纽约证券交易所代码:STM)推出AEC-Q100 Grade-0运放和比较器芯片,采用节省空间的MiniSO8封装,将设计自由度提高一倍,有助于缩减部署的在极端温度环境和安全关键系统内的电控单元的尺寸。 LM2904WHYST双运放和LM2903WHYST双比较器采用4.9mm x 3.0mm MiniSO8封装,工作温度范围-40 C至150 C,封装面积只是其它标准SO8封装Grade-0器件的二分之一。 这两款芯片的环境工作温度范围极宽,确保汽车系统在最恶劣工况
[汽车电子]
意法半导体Grade-0模拟<font color='red'>IC</font>尺寸减一半,提高汽车电控单元小型化
南方集成电路中心建设提速
本报记者 薛志伟 集成电路产业是信息技术产业的核心,是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业。近10几年来,世界集成电路产业都在走下坡路,但中国却保持着年均20%左右的增长率。因此,世界集成电路主要厂商和各路资本都在抢滩中国市场,促使国内很多地区产业发展初具规模,奠定了进一步快速发展的基础。其中,以厦门为中心,“厦漳泉福”及东南沿海集成电路产业规模不断扩大,链条日趋完整,“中国南方集成电路中心”建设持续加快。 近日,厦门市海沧区人民政府与通富微电(9.970, -0.05, -0.50%)子股份有限公司签署共建集成电路先进封测生产线的战略合作协议。“此次通富微电与厦门半导体投资集团拟共同投资建设的先进封测产业化
[半导体设计/制造]
未来三季显示器驱动IC销售额将急剧下降
  据iSuppli公司,尽管2010年上半年表现强劲,但显示器驱动IC(DDI)销售额将在未来三个季度急剧下降,一些令人担忧的迹象暗示这个半导体领域前景黯淡。   DDI销售额在2010年前两个季度稳步增长,但第三和第四季度,以及2011年第一季度将逆转上半年的增长趋势。第三季度销售额将从第二季度的16.3亿美元降到15.9亿美元,第四季度进一步降到15.1亿美元,2011年第一季度锐减到13.6亿美元。届时,DDI销售额将比今年第二季度总计大幅减少16.2%。市场担心,库存增长以及西方消费者信心下降会导致DDI元件的订单放缓。   下图所示为iSuppli公司对2009年第一季度至2011年第一季度DDI半导体销售额的预
[家用电子]
未来三季显示器驱动<font color='red'>IC</font>销售额将急剧下降
深圳IC设计产业逐渐成熟,年产值超61亿元
近日,从2009(第七届)泛珠三角集成电路创新应用展示暨高峰论坛获悉,经过几年的迅猛发展,深圳的IC设计产业已逐渐成熟,去年该市IC设计产业产值已经超过61亿元,首次跃居全国大中城市第一位,正式确立了在国内的龙头地位。未来5年,深圳计划将IC设计产业的销售收入提升到200亿元、人均产值100万元以上。 去年,深圳集成电路设计行业顶住了全球金融海啸的冲击,不降反升,保持了高速的增长,一批像海思半导体、中兴微电子、中兴集成、比亚迪(32.15,-0.35,-1.08%)微电子这样的技术创新能力强的企业,一边大力开拓市场,一边在技术上不断赶超着欧美企业。该市IC设计产品也已覆盖了产业链的高中低端:包括通信、智能手机、数
[半导体设计/制造]
西高投宫蒲玲:从1亿到100亿,投资快准狠
利落大方、平易近人是西高投董事长宫蒲玲给人的第一印象,她性格中既有西北人的豪爽,言辞中也透露着敢打敢拼的决心和狠劲儿。 从2014年“临危受命”至今,宫蒲玲毫不掩饰自己的“野心”——“重振雄风,扛起西部创投的大旗,并使得西高投跻身国内一流创投机构行列。” 4年来,伴随着西高投的快速发展,一开始的焦虑逐渐转化为涅槃的动力,宫蒲玲在公司管理上更加游刃有余。从看似平静的言谈中,可以窥见她的自我超越和日益壮大的西高投版图。 “二次创业”:从1亿到100亿 “重新打造西高投,必须要有二次创业。”回忆起2014年,宫蒲玲语气十分坚定。 西高投(西安高新技术产业风险投资有限责任公司)并不是一家年轻的机构。早在1991年,刚成立的西安高新
[半导体设计/制造]
积极推进微电子及集成电路学科教育建设,塑造未来集成电路专业人才
《微电子与集成电路技术丛书》编写工作正式启动,预计将于2008年上半年完成 今天,国家集成电路人才培养基地专家指导委员会协同全球领先的电子设计自动化(EDA)软件工具领导厂商 Synopsys公司,在清华大学主楼会议室召开《微电子与集成电路技术丛书》编写工作汇报会暨新闻发布会,昭示着用于本科及研究生的教育的微电子及集成电路领域的教材及参考丛书的编写工作正式开始。 该丛书由国家集成电路人才培养基地专家委员会主持编写,参考Synopsys公司捐赠的英文版教材重新编写。首批启动十七本,第二批计划启动十余本,涵盖了微电子及集成电路领域的主要范畴及最新技术发展,使用者为微电子及集成电路专业高年级本科生、研究生,也可作为
[焦点新闻]
索尼推出业内首颗最高像素车载CMOS图像传感器
潮电智库了解到,索尼 半导体 解决方案 公司 推出用于车载摄像头的新型CMOS 图像传感器 :IMX735,像素水平实现突破,高达1742万有效像素。 据悉, 自动驾驶 为了实现系统自主地进行驾驶操作,需要提供覆盖车辆周围360度环境的先进、 高精度 的 检测 和识别性能。因此,对于可以帮助实现这一点并支持开发出更先进的车载摄像系统的图像传感器的需求十分可观。 此外,新传感器通过索尼专有的像素结构和独特的曝光方法提高了饱和照度,即使同时采用高动态范围(HDR)成像和 LED 闪烁抑制功能,也能获得106 dB的宽动态范围。使用动态范围优先模式时,动态范围甚至可高达130 dB。这种 创意 设计即使在背光条件下也能抑制高光
[汽车电子]
索尼推出业内首颗最高像素车载<font color='red'>CMOS</font>图像传感器
小广播
热门活动
换一批
更多
最新模拟电子文章
更多精选电路图
换一换 更多 相关热搜器件
更多每日新闻
随便看看
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved