TTL与CMOS电路的区别(续)

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应用知识

两种电路的应用,有一条共同的最基本的要求,就是都不允许超过其极限参数使用,即使瞬间也不行。极限参数在手册中可以查到,它规定了电源电压、输入电压、工作环境温度、贮存温度及焊接温度等应用限额。例如规定了电路焊接温度不得超过265℃·10秒,因而在焊接时最好用25W的电烙铁,且在离外壳1.5mm处焊接,每次控制在5秒左右。

由于CMOS电路在耐电源电压和大电流方面比TTL电路要差,如使用方法不当,极易损坏。下面谈谈两种电路应用时的基本知识。

1.电源:两种电路均可采用单电源供电。TTL电路中54系列要求供电电压范围为4.5—5.5V,即5V±10%;74系列要求4.75—5.25V即5V±5%。CMOS电路的供电电压范围为3—18V。显然,TTL电路中军品54系列比民品74系列供电电压范围宽,而CMOS电路比TTL电路更宽。

电路的管脚可按外形图1中所示辨别。无论何种封装形式,均以外壳定位标记(键状或凹口)为准,在俯视图右侧,由右上脚起逆时针方向依次数为1、2、3……脚。不论管脚多少,其右下角管脚为供电脚V\(_{DD}\)(CMOS)或VCC(TTL),左上脚为V\(_{SS}\)(CMOS)或VEE(TTL)。使用时电源切忌接反。

图1
图1 🔍原图 (469×942)

2.静电:

防静电是集成电路应用中必须引起注意的一个问题。鉴于CMOS电路的内部结构,极易在贮存、运输或使用时,由于静电积累致使电路中MOS场效应管损坏。为此,CMOS电路在输入端均加有由保护电阻和保护二极管组成的保护电路。尽管如此,仍应避免过多静电积累引起损坏。因而在电路贮存、运输时,通常用铝箔把电路引出线短接,或放在等电位的金属盒内,近来还常见用导电泡沫盒存放,切忌与易产生静电的物质如尼龙、塑料等接触。在电路测试、装焊时,应将测试仪器、电烙铁外壳接地,以消除静电感应现象。使用时对同一电路的多余输入端不能悬空,应根据逻辑功能不同将其多余输入端接V\(_{DD}\)或VSS。在整机装配生产线上装焊CMOS电路时,更要注意防静电设施,应使工作台、电烙铁、操作人员及所装部件均处于等电位状态,以免成批损坏电路。业余焊接时,可暂时断开烙铁电源,利用余热焊接。

3.电涌和大电流

CMOS电路在使用时一定要避免输出管拉出或灌入大电流。为此在未加电源电压时,不得加输入信号,以免损坏输入端的保护电路;在停止工作时,应先断开输入信号,再断开电源V\(_{DD}\)。从整机上插拔印制电路板时,亦须先断电源,以免产生电源电涌电压损坏电路。另外,输入电压Vi值应在VSS与V\(_{DD}\)之间,即VSS≤V\(_{i}\)≤VDD(这一点对TTL电路亦一样)。

综上所述,CMOS电路与TTL电路或其他集成电路相比,具有功耗低、抗干扰能力强、电压范围宽、输入阻抗高、扇出系数大等一系列优点,这些优点特别有利于超大规模集成电路对功耗及密度的要求,因而从70年代以来,CMOS电路的设计、制造工艺技术不断改进,发展极快。其集成度以每二年提高4倍的速度增长,目前已制成256KRAM;其应用领域也已从数字电路向模拟电路扩展,近年来还实现了系统集成电路,即按一定功能要求将模拟电路和数字电路集成在一起,例如数字通信系统中的编码器,还有有计算功能的数字电压表,第三代电子表电路等典型产品。

近年来CMOS电路已有不少高速产品问世。从CMOS电路的迅速发展可以看出,它已成为大规模和超大规模集成电路的最富有生命力的产品,前景可观,已使TTL电路相形见拙了。(续完)(金国钧)