CMOS集成电路产品介绍与特点

目前普及的CMOS集成逻辑门器件主要有：CMOS4000系列和HCMOS74/54HC系列。

一、CMOS4000系列

CMOS4000系列的工作电源电压范围为3～15V。由于功耗低、噪声容限大、扇出系数大等优点，使用较为普遍。但其工作频率低（最高工作频率不大于5MHz），驱动能力差。

CMOS4000系列门电路产品型号命名由4部分组成，其符号和意义如表6.5.1所示。

表6.5.1　CMOS器件型号组成的符号及意义

二、高速CMOS电路系列

高速CMOS电路主要有CC54系列和CC74系列两大类，它们的主要区别是工作温度的不同。HCMOS电路54系列更适合在温度恶劣的环境中工作，其温度范围为－55～125℃。而74系列则适合在常规条件下工作，其温度范围为－40～85℃。

HCMOS电路74系列中的74HCT和74ACT系列可直接与TTL相兼容，它的功能及引脚设置均与TTL74系列一致。此系列器件型号组成的符号及意义参照表6.4.1。

三、CMOS4000系列和HCMOS系列的比较

CMOS4000系列和HCMOS系列的主要性能参数见表6.5.2。

表6.5.2　CMOS4000系列和HCMOS系列的主要性能参数

可见，HCMOS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，同时还保留了低功耗、抗干扰能力强等优点，是一种很有发展前景的CMOS器件。

四、CMOS集成电路的特点 （与TTL比较）(www.xing528.com)

（1）功耗极低。静态时，负载管和驱动管总是一个导通，一个截止，其电流很小，故静态功耗小。

（2）抗干扰能力强。其噪声容限可达1/3VDD，而TTL的噪声容限只有0.5V左右。

（3）电源电压范围宽。为3～20V，不同系列的产品，其电源值略有差别。

（4）输入阻抗高。因为MOS管采用绝缘栅极，其输入电阻可达1012Ω。

（5）输出电平摆幅大。因为UOH≈VDD，UOL≈0V，所以输出电平摆幅ΔU＝UOH－UOL≈VDD，而TTL的摆幅只有3V左右。

（6）扇出系数大。CMOS电路的扇出系数大是由于其负载门的输入阻抗很高，所需驱动电流极小，并非CMOS电路的驱动能力比TTL强。

（7）集成度高。CMOS电路功耗小，内部发热量小，其集成密度可大大提高。

（8）工作速度稍低。其导通电阻、输入电容均比TTL大，但HCMOS的速度已非常接近TTL门。

（9）温度稳定性好。由于是互补对称结构，其参数有补偿作用，受温度影响不大。

（10）抗辐射能力强。MOS管靠多数载流子导电，而射线辐射对多数载流子影响不大，故特别适合用于航天、卫星及核能装置中。

（11）电路结构简单。电路结构简单，且工艺容易（集成电路中做一个MOS管比做一个电阻容易，而且芯片面积小），故成本低。