CMOS集成电路设计(三):接口电路详解

2013-07-16 21:25:43来源: 互联网

二、其它器件驱动CMOS集成电路

  1.TTL-CMOS集成电路的接口

  利用集电极开路的TTL门电路可以方便灵活地实现TTL与CMOS集成电路的连接,其电路如图1所示。图1中的RL是TTL集电极开路门的负载电阻,一般取值为几百Ω到几MΩ。RL取较大值便于减小集电极开路门的功耗,但在一定程度上影响电路的工作速度。一般情况下,RL可取值47?220KΩ;中速、高速工作场合取20KΩ以下较为合适。

  

  2.ECL-CMOS集成电路的接口

  ECL集成电路驱动CMOS集成电路的连接方法如图2所示。它利用MC1024(ECL)的输出去驱动晶体三极管VT,再由VT去驱动CMOS集成电路。

  当MC1024的两个输入端都是-8V时,VT截止;若两个输入中的一个为-1.6V,在两个输出之间就有1.6V的电压,既可驱动晶体管VT。

  

  3.工业控制电路-CMOS集成电路的接口

  图3所示接口电路,是利用分压电阻R1、R2将24V工业控制电路与CMOS集成电路连接。滤波电容C提高了CMOS集成电路的抗干扰能力,两个箝位二极管VD1、VD2用来保证输入信号被控制在VDD和VSS之间。

  

  4.NMOS-CMOS集成电路的接口

  NMOS集成电路驱动CMOS集成电路的接口比较简单。图4为其中的一种电路。实际使用时只考虑当晶体三极管VT截止时,它的集电极电压符合CMOS集成电路的输入高平电压这一条件。图中RC的取值可在2~10K范围内。由于VT的饱和压降一般都比教小,都能符合CMOS输入逻辑低电平的要求。

  

  5.机械开关触点-CMOS集成电路的接口

  许多电子设备都要通过拨盘开关、按扭、板键、钮子开关和继电器等与外界的传感器或人工操作设备发生联系,但由于这些开关的触点都是机械的,所以在通断过程中出现瞬间抖动,这些抖动输入到CMOS集成电路中,就会干扰正常的逻辑关系。因此,在这类场合应用,需要设置防抖动接口。图5所示电路采用CMOS与非门来构成的R-S触发器防抖动接口。

  

6.HTL-CMOS集成电路的接口

  HTL集成电路的电源电压为15V,其输出高电平VOH和输出低电平电压VOL完全适合于驱动VDD=15V的CMOS集成电路,因此两者之间不需另设接口电路,直接连接既可,电源电压也可通用,如图6所示。

  

  7.PMOS-CMOS集成电路的接口

  如图7所示的PMOS-CMOS集成电路的接口电路采用两种电源供电。这样连接后,尽管PMOS集成电路的输出电平对自身的VSS端来讲仍为负值,但对CMOS集成电路的VSS端而言却变成正值、或零、或略低于零。例如当CMOS用12V电源时,其输入电平为VIH=10V、VIL=0V,完全适合接口的需要。

  PMOS-CMOS集成电路的接口

  图7a中R取值应使CMOS输入电流不大于50uA;图7b中取值应使PMOS的VOL为-9.5~-10V。

  8.HCMOS-CMOS集成电路的接口

  这种情况通常较少遇见。由于两者均是CMOS器件,故接口很容易,在CMOS与HCMOS同用一组电源时,直接连接便可。

  9.运算放大器-CMOS集成电路的接口

  由于运算放大器电路采用±15V双电源供电的较多,其输出电压最大可达±13V左右。对于CMOS集成电路来讲,输入信号不能超过电源电压,因此需在CMOS的输入端设置负向钳位二极管予以保护。此外,如果CMOS的电源电压低于13V,则还应设置正向钳位二极管,用以防止CMOS的输入电路被超过VDD较多的输入正向电压而烧坏。考虑以上两个因素,我们可以得到如图8a所示的运算放大器驱动CMOS的接口电路。图中R1的作用是限制运算放大器的输入电流,避免器件因过流而损坏;VD1和VD2分别为正向和负向输入钳位二极管。

  运算放大器-CMOS集成电路的接口

  对于采用单电源供电的运算放大器,因其输出对地无负向成分,故CMOS的输入负向钳位二极管可不设。如果运算放大器与CMOS同用一组电源,则正向钳位二极管也可以省去。这样两者就可直接连接,如图9b所示。应注意,有的运算放大器不宜或不能在较低的电源电压下工作,倘若运算放大器的电源电压高于CMOS的电源电压,就仍需设置正向钳位二极管和限流电阻。

关键字:CMOS  集成电路  接口电路

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2013/0716/article_18929.html
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