《数字电子技术项目式教程》课件08 MOS门 使用常识

主要内容1．MOS门电路（NMOS、CMOS）2．MOS集成电路使用常识

目的与要求

1．知道MOS门的电路功能

2．知道MOS与TTL门电路的区别

3．知道MOS门电路使用常识重点：MOS门电路多余端的处理方法难点：CMOS的电路结构

方法：讲授与演示内容回顾TTL逻辑门电路的外部参数OC门，三态门的逻辑功能与逻辑符号Y&AB&ENABENF

TTL电路使用常识

世界上生产最多、使用最多的为半导体集成电路。

TTL为双极型集成电路，构成的基本元器件为双极型半导体器件，其主要特点是速度快、负载能力强，但功耗较大、集成度较低。

MOS电路为单极型集成电路，其主要特点是结构简单、制造方便、集成度高，输入阻抗高、功耗低uW

，逻辑摆幅大、抗干扰能力强，

扇出系数大、带负载能力强，抗辐射能力强，但速度较慢。

11以MOS管作开关元件的门电路叫做MOS门电路复习MOS管的符号及其特性

MOS管的开关特性

数字逻辑电路中的MOS管均是增强型MOS管，它具有以下特点：当|VGS|>|VT|时，管子导通，电阻很小，相当于开关闭合当|VGS|<|VT|时，管子截止，电阻很大，相当于开关断开以MOS管作开关元件的门电路叫做MOS门电路，分三类：◆PMOS集成逻辑门：

使用PMOS管，结构简单，易于制造，成本低，但是速度低，使用负电源，不便于与TTL电路衔接，是早期产品。

◆NMOS集成逻辑门：

使用NMOS管,生产工艺复杂一些，但速度比PMOS管快，使用正电源，便于与TTL电路衔接。

◆CMOS集成逻辑门：

同时使用PMOS管和NMOS管。它是在改进NMOS电路的基础上发展起来的，具有更好的性能负载管工作管电路执行逻辑非功能1.NMOS非门§2.3.1NMOS电路§2.3MOS门电路1R2.NMOS与非门§2.3.1NMOS电路R3.NMOS或非门§2.3.1NMOS电路

1RMOS电路中应用最广泛的为CMOS电路，CMOS数字集成电路电路主要分为4000（4500系列）系列、54HC/74HC系列、54HCT/74HCT系列等，实际上这三大系列之间的引脚功能、排列顺序是相同的，只是某些参数不同而已。

CMOS反相器PMOSNMOS柵极相连做输入端漏极相连做输出端§2.3.2CMOS门电路CC4009—六非门74HC04—六非门2.CMOS与非门CC4011、74HC00—四2输入与非门

3.CMOS或非门CC4001、74HC02—四2输入或非门

4.CMOS传输门(TG)栅极控制电压为互补信号

功耗低

CMOS集成电路采用场效应管，且都是互补结构，工作时两个并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。

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。

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及电源低电位VSS。当VDD=15V，VSS=0V时，输出逻辑摆幅近似15V。因此，CMOS集成电路的电源电压利用系数在各类集成电路中指标是较高的。

MOS电路中应用最广泛的为CMOS电路，它不但适用于通用逻辑电路的设计，而且综合性能也很好，它与TTL电路一起成为数字集成电路中两大主流产品CMOS集成电路功耗低，内部发热量小，集成度可大大提高。又因为电路本身的互补对称结构，当环境温度变化时，其参数有互相补偿作用，因而其温度稳定性好。抗辐射能力强，因此CMOS电路特别适用于航天，卫星和核试验条件下工作的装置§2.4集成电路使用常识2.4.2CMOS电路使用常识CMOS系列前缀举例早期的CMOS404001（四或非门）引脚与TTL兼容74C74C02（四或非门）引脚与TTL兼容，高速型74HC74HC02（四或非门）引脚及电特性与TTL兼容，高速型74HCT74HCT02（四或非门）改进型CMOS，与TTL不兼容74AC74AC02（四或非门）改进型CMOS，引脚与TTL不兼容，但电特性与TTL兼容74ACT74ACT02（四或非门）1.CMOS门电路系列

CMOS数字集成电路电路主要分为4000（4500系列）系列、54HC/74HC系列、54HCT/74HCT系列等，实际上这三大系列之间的引脚功能、排列顺序是相同的，只是某些参数不同而已。

2.

CMOS器件(4000系列)型号的组成及符号意义

例：

CC4086CP——国产的（采用塑料双列直插封装）工作温度在0~70度的CMOS四异或门。

2.

CMOS器件(4000系列)型号的组成及符号意义

CMOS数字集成电路电路主要分为4000（4500系列）系列、54HC/74HC系列、54HCT/74HCT系列等，实际上这三大系列之间的引脚功能、排列顺序是相同的，只是某些参数不同而已。

3.常见TTL系列与CMOS系列的参数对照（1）开门电平与关门电平

CMOS电路的关门电平为1.5V,开门电平为3.5V,而TTL74系列的关门电平为0.8V,开门电平为2V。所以，CMOS电路的抗干扰能力强。（3）传输延迟时间

CMOS4000电路的传输延迟时间为45ns，而TTL电路为10ns。所以，CMOS电路工作速度要慢一些。但高速CMOS传输延迟时间为10ns。（4）平均功耗

CMOS电路的平均功耗为5×10-3mw，而TTL电路为10mw。所以，CMOS电路的功耗要远远小于TTL电路。（5）扇出系数

CMOS电路为大于50；TTL电路为大于8。（2）输出高电平与低电平

CMOS电路的输出低电平小于0.1V，输出高电平大于4.4V。而TTL电路的输出高电平大于2.4V,输出低电平小于0.5V。所以，在同一电路中，同时使用了TTL、CMOS逻辑门时，一定要注意二者之间的输入、输出电平是否匹配。4.CMOS电路使用常识（1）注意静电防护，预防栅极击穿损坏。

存放、运输CMOS器件，最好用金属容器，防止外来感应电荷将栅极击穿。（2）正确识别器件的输入和输出端，并正确连接它们。（3）严禁带电操作,在连接电路、拔插电路元器件时必须切断电源;焊接时，电烙铁外壳应接地。（4）CMOS电路的输入端不得悬空，因电路输入阻抗极高，故不用的输入端不能开路，以免感应较高的电压。应该按要求接VDD（电源正极）或VSS（电源负极，通常接地）。（5）栅极接一电阻到地，相当于栅极为地电位，即构成低电平输入方式。

以下CMOS门电路中，多余端的处理哪些是正确的？AVCCAB&A&0VA

&A≥1VCCAB≥10VAB≥10VA

≥10V&B

课堂练习CC4081?CC4071?CC4011?CC4001?CC4086P39

课堂辩析仿真

MOS门电路CMOS门电路CMOS电路使用常识小结

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①利用半导体器件的开关特性，可以构成与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门等各种逻辑门电路，也可以构成在电路结构和特性两方面都别具特色的三态门、OC门、OD门和传输门。②随着集成电路技术的飞速发展，分立元件的数字电路已被集成电路所取代。③TTL电路的优点