CMOS集成逻辑门电路原理及应用

3.4.2.1　CMOS数字集成电路的系列

CMOS数字集成电路的系列包括：CMOS4000系列和高速CMOS电路系列。

1.CMOS4000系列

CMOS4000系列的工作电源电压范围为3～15 V；由于具有功耗低、噪声容限大、扇出系数大等优点，所以使用很普遍。但由于其工作频率低，最高工作频率不大于5 MHz，驱动能力差，使CMOS4000系列的使用受到一定的限制。

2.高速CMOS电路系列

高速CMOS（HCMOS）电路系列比CMOS4000系列具有更高的工作频率和更强的输出驱动负载的能力，同时还保留了CMOS4000系列低功耗、抗干扰能力强的优点。其电源电压范围为2～6 V。

3.4.2.2　CMOS数字集成电路的特点

与TTL数字集成电路相比，CMOS数字集成电路的特点如下。

1.功耗低

CMOS电路的功耗比TTL电路小得多。门电路的功耗只有几个μW，中规模集成电路的功耗也不会超过100 μW。

2.工作电源电压范围宽

CMOS4000系列的电源电压范围为3～15 V；HCMOS电路系列的电源电压范围为2～6 V，这给电路电源电压的选择带来了很大的方便。

3.噪声容限大

CMOS数字集成电路的噪声容限最大可达到电源电压的45%，最小不低于电源电压的30%，它的噪声容限比TTL电路大得多。

4.逻辑摆幅大

CMOS数字集成电路输出的高电平接近于电源电压VDD，而输出的低电平接近于0，因此，输出逻辑电平幅度的变化接近电源电压VDD。

5.输入阻抗高(www.xing528.com)

在正常工作电源电压范围内，输入阻抗可达1010～1012 Ω，因此，其驱动功率极小，可忽略不计。

6.扇出系数大

CMOS4000系列输出端可带50个以上的同类门电路，对于HCMOS电路系列可带10个LST-TL负载门，如带同类门电路还可以多一些。

3.4.2.3　CMOS集成逻辑门的使用注意事项

1.电源电压

（1）CMOS电路的电源电压极性不可接反，否则，可能会造成电路永久性失效。

（2）注意不同系列CMOS电路允许的电源电压范围不同，一般多用5 V。

（3）在进行CMOS电路实验，应先接入直流电源，后接信号源；使用结束时，应先关信号源，后关直流电源。

2.闲置输入端的处理

（1）闲置输入端不允许悬空。

（2）闲置输入端不宜与使用输入端并联使用，因为这样会增大输入电容，从而使电路的工作速度下降。但在工作速度很低的情况下，允许输入端并联使用。

（3）对于与门和与非门的闲置输入端可接正电源或高电平；对于或门和或非门的闲置输入端可接地或低电平。

3.输出端的连接

输出端不允许直接与电源VDD或与地（VSS）相连。因为电路的输出级通常为CMOS反相器结构，这会使输出级的NMOS管或PMOS 管可能因电流过大而损坏。

4.其他注意事项

CMOS电路容易受静电感应而击穿，在使用和存放时应注意静电屏蔽，焊接时电烙铁应接地良好。