лекции / электронные лекции / 2.1.2.4

Разновидности выходов кмоп микросхем и особенности их подключения

В КМОП, как и в ТТЛ, есть схемы с открытым стоком и Z–состоянием. Выходы логического элемента КМОП не рекомендуется соединять непосредственно между собой, как в ТТЛ. Особенно важно это для элементов с повышенным выходным током. Если требуется увеличить выходной ток, то допускается параллельное соединение входов и выходов логических элементов, но они должны быть из одного корпуса микросхемы. Нельзя применять емкости нагрузки C > 500 пФ для обычных логических элементов и C > 5000 пФ для буферных и высоковольтных оконечных элементов, поскольку такой конденсатор равноценен короткому замыканию для импульса тока; если же последовательно с выходом логического элемента включить гасящий резистор для ограничения импульса тока, то емкость нагрузки может быть любой.

При соединении выходов логического элемента с шиной питания или с корпусной шиной через один из выходных транзисторов протекает ток, ограничиваемый только сопротивлением открытого канала. Этот ток вызывает нагрев транзистора и всего логического элемента и может вызвать тепловой пробой, если рассеиваемая мощность превышает допустимую: 100 мВт для одного транзистора и 500 мВт для корпуса микросхемы. Благодаря отрицательному температурному коэффициенту тока канала МОП транзисторов они обладают внутренней кратковременной защитой от нагрева. Ориентировочные значения токов короткого замыкания и рассеиваемой мощности даны в таблице 1, приведенной в [2].

Таблица 1

Токи короткого замыкания и рассеиваемая мощность МОП транзисторов в зависимости от напряжения питания при 25 ⁰ С

	р–каналь	ный	n–каналь	ный
Uпит, В	I, мА	Р, мВт	I, мА	Р, мВт
5	5.1	0,13	4.4	0,097
10	26.5	7,0	25	6,25
15	53	42,1	52.4	41,3

В некоторых КМОП микросхемах выходные каскады имеют повышенную нагрузочную способность, такие микросхемы называют буферными или драйверами. По сравнению с обычными микросхемами они имеют меньшее сопротивление открытого канала, как это можно видеть по таблице 2.

Таблица 2

Сопротивление открытого канала выходных транзисторов обычных и буферных микросхем в зависимости от напряжения питания

Напряжение питания, В	5	15
Сопротивление открытого канала, кОм
– при буферном выходном каскаде	1,5	0,5
– при обычном выходном каскаде	2,5	0,75