数字集成电路的特点

1.TTL器件的特点

（1）输入端有钳位二极管，可以减少反射干扰的影响。

（2）输出电阻低，增强了带容性负载的能力。

（3）具有较大的噪声容限。

（4）采用+5V的电源供电。

2.TTL器件使用注意事项

（1）电源电压应严格保持在5V±10%的范围内，使用时，应特别注意电源与地线不能接错。另外，实验器材可能同时接有正负电源，正负电源接错也会导致电流过大而造成器件损坏。

（2）多余输入端最好不要悬空，TTL器件悬空相当于高电平，悬空必须考虑其对电路逻辑态的影响，而且悬空容易受到干扰，应对其进行处理。与门、与非门多余输入端可直接接到高电平上，或通过一个几千欧姆的电阻连接到电源上。若前级驱动能力强，还可以将多余输入端与使用端并接；不用的或门、或非门输入端直接接地，与或非门中不用的与门输入端至少有一个要直接接地；带有扩展端的门电路，其扩展端不允许直接接电源。若输入端通过电阻接地，那么电阻值 R 的大小将直接影响电路所处的状态。当 R ≤680Ω时，输入端相当于逻辑“0”；当 R ≥4.7kΩ时，输入端相当于逻辑“1”。不同系列的器件要求的阻值不同。

（3）输出端不允许直接接电源或接地，有时为了使后级电路获得较高的输出电平，允许输出端通过电阻 R 接电源，一般取 R =3～5kΩ；除集电极开路门和三态门外，不允许直接并联使用。

（4）应考虑电路的负载能力（即扇出系数），要留有余地，以免影响电路的正常工作。扇出系数可通过查阅同系列的器件手册或计算获得。

（5）在高频工作时，应采取缩短引线、屏蔽干扰源等措施，抑制电流的尖峰干扰。

3.CMOS器件的特点

（1）静态功耗非常低。电源电压 V _DD =+5V的中规模电路的静态功耗小于100μW，有利于提高集成度和封装密度，降低成本，减小电源功耗。

（2）电源电压范围比较宽。电压范围是+3～+18V（不同型号有所不同），从而使电源的选择余地大，电源设计要求低。

（3）输入阻抗很高。正常工作的CMOS器件，直流输入阻抗可大于100MΩ，在工作频率较高时，要注意考虑输入电容的影响。

（4）扇出能力较强。在低频工作时，一个输出端可驱动超过50个的CMOS器件的输入端，原因是CMOS器件的输入电阻高。

（5）抗干扰能力比较强。CMOS器件的电压噪声容限可达电源电压的45%，而且高电平和低电平的噪声容限值基本相等。

（6）与TTL器件相比，一般CMOS器件的工作速度比TTL器件低，功率随工作频率的升高而显著增大。

4.CMOS器件使用注意事项

（1）电源连接和选择： V _DD 端接电源正极， V _SS 端接电源负极（地）。绝对不可接错，否则器件会因电流过大而损坏。对于电源电压范围为3～18V的器件，如CC4000系列，实验中 V _DD 端通常接+5V电源。 V _DD 电压选在电源变化范围的中间值，例如电源电压在+8～+12V之间变化，则选择 V _DD =+10V较恰当。CMOS器件在不同的 V _DD 值下工作时，其输出阻抗、工作速度和功耗等参数都有所变化。

（2）输入端处理：多余输入端不能悬空。应按逻辑要求接 V _DD 或 V _SS 。对于安装在印刷电路板上的CMOS器件，为了避免输入端悬空，应在电路板的输入端接入限流电阻 R _p 和保护电阻 R 。当 V _DD =+5V时， R _p 取5.1kΩ， R 一般取100k～1MΩ。

（3）输出端处理：输出端不允许直接接 V _DD 或 V _SS ，否则器件会损坏。除三态器件可与输出端并联使用外，不允许两个不同芯片输出端并联使用，同一芯片上的输出端可以并联。

（4）当器件 V _DD 端未接通电源时，不允许信号输入，否则会使输入端保护电路中的二极管损坏。

（5）CMOS器件的输入端和 V _SS 端之间接有保护二极管，除了电平变换器等一些接口电路外，输入端和正电源 V _DD 端之间也接有保护二极管。因此，在正常运转和焊接CMOS器件时，一般不会因感应电荷而损坏器件。但是，在使用CMOS器件时，输入信号的低电平不能低于（ V _SS -0.5V），除某些接口电路外，输入信号的高电平不得高于（ V _DD +0.5V），否则可能引起保护二极管导通甚至损坏，进而可能导致输入级损坏。