RASM-712PX CMOS门电路扇出数的计算分两种情况

rasm-712pxrol(驱动门),jvol=页面下(3.1.5)

                                   

图3.1.4 扇出数的计算,(a)拉电流负载 (b)灌电流负载

一般逻辑器件的数据手册中,并不给出扇出数,而必须用计算或用实验的方法求得,并注意在设计时留有余地,以保证数字电路或系统能正常地运行。在实际的工程设计中,如果输出高电平电流foh与输出低电平电流fol不相等,则ⅳol≠ⅳoh,常取二者中的最小值。

对于cmos门电路扇出数的计算分两种情况,一种是带cmos负载,另一种是带ttl负载。负载类型不同,数据手册中给出的输出高电平电流jlh或者输出低电平电流fll也不相同。当所带负载为cmos电路时,根据数据手册(或附录a),查得74hc/74hct的输出电流roⅱ=~2oua,jol=20 uao输入电流jⅲ=1ua,ril=~1ua。数据前的负号表示电流从器件流出,反之表示电流流人器件,计算时只取绝对值。所以ⅳoh=ⅳol=20 ua/1 ua=20,即最多可接同类电路的输人端数为20个。

上述cmos扇出数的计算是保证cmos驱动门的高电平输出为4.9ⅴ。如果允许其高电平输出降至ttl门的逻辑电平3,84v(低电平亦然),则joh和jol分别为-4ma和4ma,此时计算出的扇出数为4000,实际不可能达到这么大的数,因为cmos门的输入电容比较大,电容的充放电电流不能忽略。74hct系列与ttl兼容,如果cmos所带负载为74ls系列的ttl门电

路,此时roh=fol=4 ma,而rm=0.02ma,jil=0.4 ma,根据式(3.1.4)可计算高电平输出时的扇出数ⅳoh=ic=5/1-1u=j=200

根据式(3.1.5)可计算低电平输出时的扇出数ⅳol=u≠uo=10逻辑电路性曲线的可变电阻区可以看到,当vgs一定时,d、s之间可近似等效为线性电阻。vgs越大,输出特性曲线越倾斜,等效电阻越小。此时mos管可以看成一个受vcs控制的可变电阻。   cs的取值足够大时,使得rd远远大于d、s之间的等效电阻时,电路输出为低电平。

由此可见,mos管相当于一个由vgs控制的无触点开关,当输人为低电平时,mos管截止,相当于开关“断开”,输出为高电平,其等效电路如图3.1.6(a)所示;当输入为高电平时,mos管工作在可变电阻区,相当于开关“闭合”,输出为低电平,其等效电路如图3.1.6(b)所示。图中r。n为mos管导通时的等效电阻,约在1 kω以内。

                       

图3.1.6 mos管的开关等效电路,(a)截止时的等效电路 (b)导通时的等效电路

图3.1.7 mos管的开关电路波形,(a)输人电压波形 (b〉输出电压波形

mos管的开关特性,在图3.1.5(a)所示mos管的开关电路的输人端,加一个理想的脉冲波形,如图3.1.7所示。由于mos管中栅极与衬底间电容cgb(即数据手册中的输入电容ci)、漏极与衬底间电容cdb、栅极与漏极电容cgd以及导通电阻等的存在,使其在导通和闭合两种状态之间转换时,不可避免地受到电容充、放电过程的影响。输出电压vo的波形已不是和输人一样的理想脉冲,上升和下降沿都变得缓慢了,而且输出电压的变化滞后于输入电压的变化。

cmos反相器,由n沟道和p沟道两种mosfet组成的电路称为互补mos或cmos电路,这在本书模拟部分已做了较详细的讨论,这里着重讨论它作为数字电路的.

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扇出计算负载器件驱动门

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