CMOS集成电路设计(三):接口电路详解
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。
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。
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。
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