CMOS集成电路设计（二）：接口电路详解

　　6.CMOS-工业控制电路的接口

　　工业控制电路是工业控制系统中常用的电路，多采用24V工作电压。图6示出了CMOS电路与工业控制电路的连接方法。图中R1是晶体三极管VT的基极偏流电阻，VT的作用是把CMOS电路较低的逻辑高电平拉到24V，使两者构成良好的连接。

　　7．CMOS-晶体三极管VT的接口

　　图7a是CMOS集成电路驱动晶体三极管的接口。晶体三极管VT采用共发射极形式连接R1是VT的负载电阻，R1是VT的基极偏流电阻，R1的大小由公式R1=（VOH-VBH）β/IL决定。式中IL为负载电流。使用时应先根据VL和IL来选定VC，然后估算IB（IB=IL/β）是否在CMOS集成电路的驱动能力之内。如超出，可换用β值更高的晶体三极管或达林顿管，如图7b所示。晶体三极管VT按IL选定，IB=IL/（β1*β2），电阻R1的取值为：R1=（VOH -1.4）/（IB + 1.4/R2），式中R2是为改善电路的开关特性而引入的，其值一般取为4？10KΩ。

　　8．CMOS-发光二极管LED的接口

　　发光二极管（LED）具有高可靠性、低功耗、长寿命等多项重要特性。是与CMOS集成电路配合使用的最佳终端显示器件之一。发光效率较高的LED可由CMOS集成电路直接驱动，特别当VDD=10~18V时，绝大多数的LED能够有足够的亮度。应当说明，用CMOS集成电路驱动LED应串入限流电阻，因为当VDD=10V时，其输出短路电流可达20mA左右，若不加适当的限流保护，极易导致LED或CMOS集成电路损坏。图8a是CMOS集成电路输出低电平点亮LED的电路，电阻R可通过公式：R=（VDD-VOL-VLED）/ILED求出。图8b是CMOS集成电路输出高电平点亮LED的电路，电阻R的数值通过公式：R=（VOH-VLED）/ILED求出。式中VLED和分别是LED的工作电压和工作电流。

　　如果在低电源电压下工作的CMOS集成电路要驱动LED，或者使用负载能力较差的COOO系列CMOS集成电路驱动LED，均可能难以使LED发出足够明亮的光。解决办法是加一级晶体管驱动电路，以获得足够的驱动能力。

　　9．CMOS-可控硅VS的接口

　　一般中、小功率可控硅的触发电流约在10mA以下，故多数CMOS集成电路能够直接驱动可控硅。具体电路如图9所示。若需要更大的驱动电流，可改为CMOS缓冲器（例如CC4041）或缓冲/驱动器（例如CC40107），也可加一级晶体三极管电路。