欢迎您光临五金加工厂,如有问题请及时联系我们。

cmos功耗为什么低?降低cmos功耗的三种方法?

作者:五金加工
文章来源:本站

  

cmos功耗为什么低?降低cmos功耗的三种方法?

  

cmos功耗为什么低?降低cmos功耗的三种方法?

  1.CMOS集成电路功耗低

  CMOS集成电路采用场效应管,且都是互补结构,工作时两个串联的场效应管总是处于一个管导通,另一个管截止的状态,电路静态功耗理论上为零。实际上,由于存在漏电流,CMOS电路尚有微量静态功耗。单个门电路的功耗典型值仅为20mW,动态功耗(在1MHz工作频率时)也仅为几mW。

  2.CMOS集成电路工作电压范围宽

  CMOS集成电路供电简单,供电电源体积小,基本上不需稳压。国产CC4000系列的集成电路,可在3~18V电压下正常工作。

  3.CMOS集成电路逻辑摆幅大

  CMOS集成电路的逻辑高电平“1”、逻辑低电平“0”分别接近于电源高电位VDD及电影低电位VSS。当VDD=15V,VSS=0V时,输出逻辑摆幅近似15V。因此,CMOS集成电路的电压电压利用系数在各类集成电路中指标是较高的。

  4.CMOS集成电路抗干扰能力强

  CMOS集成电路的电压噪声容限的典型值为电源电压的45%,保证值为电源电压的30%。随着电源电压的增加,噪声容限电压的绝对值将成比例增加。对于VDD=15V的供电电压(当VSS=0V时),电路将有7V左右的噪声容限。

  5.CMOS集成电路输入阻抗高

  CMOS集成电路的输入端一般都是由保护二极管和串联电阻构成的保护网络,故比一般场效应管的输入电阻稍小,但在正常工作电压范围内,这些保护二极管均处于反向偏置状态,直流输入阻抗取决于这些二极管的泄露电流,通常情况下,等效输入阻抗高达103~1011Ω,因此CMOS集成电路几乎不消耗驱动电路的功率。

  6.CMOS集成电路温度稳定性能好

  由于CMOS集成电路的功耗很低,内部发热量少,而且,CMOS电路线路结构和电气参数都具有对称性,在温度环境发生变化时,某些参数能起到自动补偿作用,因而CMOS集成电路的温度特性非常好。一般陶瓷金属封装的电路,工作温度为-55~+125℃;塑料封装的电路工作温度范围为-45~+85℃。

  7.CMOS集成电路扇出能力强

  扇出能力是用电路输出端所能带动的输入端数来表示的。由于CMOS集成电路的输入阻抗极高,因此电路的输出能力受输入电容的限制,但是,当CMOS集成电路用来驱动同类型,如不考虑速度,一般可以驱动50个以上的输入端。

  8.CMOS集成电路抗辐射能力强

  CMOS集成电路中的基本器件是MOS晶体管,属于多数载流子导电器件。各种射线、辐射对其导电性能的影响都有限,因而特别适用于制作航天及核实验设备。

  9.CMOS集成电路可控性好

  CMOS集成电路输出波形的上升和下降时间可以控制,其输出的上升和下降时间的典型值为电路传输延迟时间的125%~140%。

  10.CMOS集成电路接口方便

  因为CMOS集成电路的输入阻抗高和输出摆幅大,所以易于被其他电路所驱动,也容易驱动其他类型的电路或器件。

  二、TTL与CMOS的优缺点

  第一个也是最常被谈论的是功耗-TTL比CMOS消耗更多的电能。

  这在某种意义上是正确的,TTL输入只是双极晶体管的基础,双极晶体管需要一些电流来打开它,输入电流的大小取决于内部的电路。当许多TTL输入连接到一个TTL输出时,这就成了一个问题,而TTL输出通常只是一个上拉电阻或一个驱动性能较差的高压侧晶体管。

  另一方面,CMOS晶体管是场效应的,换句话说,栅极处的电场足以影响半导体通道的传导。理论上,除了栅极的小漏电流(通常为皮卡或毫安量级)外,不会产生电流。然而,这并不是说即使在更高的速度下,同样的低电流消耗也是正确的。CMOS芯片的输入具有一定的电容,因此上升时间有限。为了确保在高频下上升时间很快,需要一个大电流,在MHz或GHz频率下可以达到几安培。这种电流只在输入必须改变状态时才被消耗,而TTL的偏置电流必须与信号一起存在。

来源:文章来源于网络,如有侵权请联系我们删除。本文由五金加工编辑,欢迎分享本文,转载请保留出处和链接!