CMOS數字集成電路的特點和資料詳細概述

CMOS是生活中的常用器件，為增進大家對CMOS的了解程度，本文將對CMOS集成電路的測試、CMOS集成電路的保護措施、CMOS電路焊接注意事項、CMOS數字集成電路的特點等內容加以介紹。如果你對CMOS相關內容具有興趣，不妨繼續往下閱讀哦。

一、CMOS電路焊接注意事項

為了避免由于靜電感應而損壞電路，焊接CMOS集成電路所使用的電烙鐵必需良好接地，焊接時間不得超過5秒。最好使用20~25W內熱式電烙鐵和502環氧助焊劑，必要時可使用插座。

在接通電源的情況下，不應裝拆CMOS集成電路。凡是與CMOS集成電路接觸的工序，使用的工作臺及地板嚴禁鋪墊高絕緣的板材（如橡膠板、玻璃板、有機玻璃、膠木板等），應在工作臺上鋪放嚴格接地的細鋼絲網或銅絲網，并經常檢查接地可靠性。

二、CMOS集成電路的測試

測試時所有CMOS集成電路的儀器、儀表均應良好接地。如果是低阻信號源，應保證輸入信號不超過CMOS集成電路的電源電壓范圍（CXXX系列為7~15V，C4000系列為3~18V），既VSS≤Vi≤VDD。如果輸入信號一定要超過CMOS集成電路的電源電壓范圍，則應在輸入端加一個限流電阻，使輸入電流不超過5mA，以避免CMOS集成電路內部的保護二極管燒毀。

若信號源和CMOS集成電路用兩組電源，開機時，應先接同CMOS集成電路電源，后接通信號源電源。關機時，應先關信號源電源，后關CMOS集成電路電源。

三、CMOS集成電路的保護措施

因為CMOS集成電路輸入阻抗極高，隨機的靜電積累很可能使電路引出端任意兩端的電壓超過MOS管柵擊穿電壓，從而引起電路損壞。所以，CMOS集成電路不用時應把電路的外引線全部短路，或放在導電的屏蔽容器內，以防被靜電擊穿。

CMOS集成電路的互換。在使用中有些CMOS集成電路是可以直接換用。如國產CC4000可與國外產品CD4000、MC14000系列直接代換。

對于那些管腳排列和封裝形式完全一致，但電參數有所不同的CMOS集成電路，換用時要十分注意。如國產CC4000和CXXX中有些品種，它們的工作電壓有所差異，CC4000為3~18V、CXXX為7~15V。換用時要考慮到電源供電及負載能力問題。另外，對于那些封裝形式及管腳排列不同的CMOS集成電路，一般不能直接代換。如果需要換用，則應做一些相應的變換使兩者功能相同的引出端一一對應。

焊CMOS集成塊。先找一塊比集成塊稍大的鋁箔和一塊平整的泡沫塑料。鋁箔平放在塑料泡沫上，將CMOS集成塊垂直插入泡沫塑料后隨即拔起，使鋁箔附在集成塊上以使引腳全部短路。然后將集成塊插入線路板的規定位置，像焊其它集成塊那樣焊接，焊好后撕去鋁箔即可。

四、CMOS電路焊接注意事項

CMOS集成電路由于輸入電阻很高，因此極易接受靜電電荷。為了防止產生靜電擊穿，生產CMOS時，在輸入端都要加上標準保護電路，但這并不能保證絕對安全，因此使用CMOS集成電路時，必須采取以下預防措施。

①存放CMOS集成電路時要屏蔽，一般放在金屬容器中，也可以用金屬箔將引腳短路。

②CMOS集成電路可以在很寬的電源電壓范圍內提供正常的邏輯功能，但電源的上限電壓（即使是瞬態電壓）不得超過電路允許極限值、…電源的下限電壓（即使是瞬態電壓）不得低于系統工作所必需的電源電壓最低值Vmin，更不得低于VSS。

③焊接CMOS集成電路時，一般用20W內熱式電烙鐵，而且烙鐵要有良好的接地線。也可以利用電烙鐵斷電后的余熱快速焊接。禁止在電路通電的情況下焊接。

④為了防止輸入端保護二極管因正向偏置而引起損壞，輸入電壓必須處在VDD 和VSS之間，即VSS

⑤調試CMOS電路時，如果信號電源和電路板用兩組電源，則剛開機時應先接通電路板電源，后開信號源電源。關機時則應先關信號源電源，后斷電路板電源。即在CMOS本身還沒有接通電源的情況下，不允許有輸入信號輸入。

⑥ 多余輸入端絕對不能懸空。否則不但容易受外界噪聲干擾，而且輸入電位不定，破壞了正常的邏輯關系，也消耗不少的功率。因此，應根據電路的邏輯功能需要分別情況加以處理。例如：與門和與非門的多余輸入端應接到VDD或高電平;或門和或非門的多余輸入端應接到VSS或低電平;如果電路的工作速度不高，不需要特別考慮功耗時，也可以將多余的輸入端和使用端并聯。如上圖所示。

以上所說的多余輸入端，包括沒有被使用但已接通電源的CMOS電路所有輸入端。例如，一片集成電路上有4個與門，電路中只用其中一個，其它三個門的所有輸入端必須按多余輸入端處理。

⑦輸入端連接長線時，由于分布電容和分布電感的影響，容易構成LC振蕩，可能使輸入保護二極管損壞，因此必須在輸入端串接一個10~20kΩ的保護電阻R，如上圖所示。

⑧CMOS電路裝在印刷電路板上時，印刷電路板上總有輸入端，當電路從機器中拔出時，輸入端必然出現懸空，所以應在各輸入端上接入限流保護電阻，如圖T309所示。如果要在印刷電路板上安裝CMOS集成電路，則必須在與它有關的其它元件安裝之后再裝CMOS電路，避免CMOS器件輸入端懸空。

⑨插拔電路板電源插頭時，應該注意先切斷電源，防止在插拔過程中燒壞CMOS的輸入端保護二極管。

五、CMOS數字集成電路的特點

1.靜態功耗低：電源電壓VDD=5V的中規模電路的靜態功耗小于100μW，從而有利于提高集成度和封裝密度，降低成本，減小電源功耗。

2.電源電壓范圍寬：4000系列CMOS電路的電源電壓范圍為3～18V，從而使選擇電源的余地大，電源設計要求低。

3.輸入阻抗高：正常工作的CMOS集成電路，其輸入端保護二極管處于反偏狀態，直流輸入阻抗可大于100MΩ，在工作頻率較高時，應考慮輸入電容的影響。

4. 扇出能力強：在低頻工作時，一個輸出端可驅動50個以上的CMOS器件的輸入端，這主要因為CMOS器件的輸入電阻高的緣故。

5.抗干擾能力強：CMOS集成電路的電壓噪聲容限可達電源電壓的45%，而且高電平和低電平的噪聲容限值基本相等。

6.邏輯擺幅大：空載時，輸出高電平VOH》VDD-0.05V，輸出低電平VOL

7. CMOS集成電路還有較好的溫度穩定性和較強的抗輻射能力。

不足之處是，一般CMOS器件的工作速度比TTL集成電路低，功耗隨工作頻率的升高而顯著增大。

六、CMOS數字集成電路使用注意事項

1.電源連接和選擇：VDD端接電源正極，VSS端接電源負極（地）。絕對不許接錯，否則器件因電流過大而損壞。對于電源電壓范圍為3V～18V系列器件。如CC4000系列，實驗中VDD通常接+5V電源，VDD電壓選在電源變化范圍的中間值，例如電源電壓在8～12V之間變化，則選擇VDD=10V較恰當。

注意：CMOS器件在不同的VDD值下工作時，其輸出阻抗、工作速度和功耗等參數都有所變化，設計中須考慮。

2.輸入端處理：多余輸入端不能懸空。應按邏輯要求接VDD或接VSS，以免受干擾造成邏輯混亂，甚至還會損壞器件。對于工作速度要求不高，，而要求增加帶負載能力時，可把輸入端并聯使用。

對于安裝在印刷電路板上的CMOS器件，為了避免輸入端懸空，在電路板的輸入端應接入限流電阻RP和保護電阻R，當VDD=+5V時，RP取5.1KΩ，R一般取100KΩ～1MΩ。

3.輸出端處理：輸出端不允許直接接VDD或VSS，否則將導致器件損壞，除三態（TS）器件外，不允許兩個不同芯片輸出端并聯使用，但有時為了增加驅動能力，同一芯片上的輸出端可以并聯。

4.對輸入信號VI的要求：VI的高電平VIH

5.CMOS器件的輸入端和VSS之間接有保護二極管，除了電平變換器等一些接口電路外，輸入端和正電源VDD之間也接有保護二極管，因此，在正常運轉和焊接CMOS器件時，一般不會因感應電荷而損壞器件。但是，在使用CMOS數字集成電路時，輸入信號的低電平不能低于（VSS-0.5V），除某些接口電路外，輸入信號的高電平不得高于（VDD+0.5V），否則可能引起保護二極管導通，甚至損壞進而可能使輸入級損壞。