[原创]常用CMOS4000系列数字逻辑电路及技术资料

CMOS电路的一般特性



电源电压
CMOS4000系列集成电路的工作电压范围为3—18V,国产的COO0系列集成电路的工作电压为7—15V。



静态电流

CMOS4000系列不同工作环境下的静态电流
类型工作电压静态电流
-55℃-40℃+25℃+85℃+125℃
门电路
反相器
50.250.250.257.57.5
100.50.50.51515
151113030
20555150150
触发器
缓冲器
驱动器
组合门
51113030
102226060
15444120120
20202020600600
中规模
器件
5555150150
10101010300300
15202020600600
2010010010030003000


CMOS4000输入电压特性
CMOS最小逻辑“1”的输入电平为70%电源电压,最大逻辑“0”的输入电平为30%的电源电压,采用较高的电源电压可以提高噪声容限。CMOS的转移特性在-55—125℃范围内受温度的影响很小。
带缓冲级的CMOS门电路的转移特性至少是由三级转移特性想乘的结果,因此,转换区域很窄,形状接近理想矩形,并且不随输入端数而变化,噪声容限保证值达30%电源电压以上,典型转移特性如图1所示,不带缓冲输出门电路噪声容限保证值达20%电源电压,典型转移特性如图2所示。


CMOS4000输出特性

CMOS系列集成电路的输出特性与温度有关,特别是在电源电压大于10V时比较明显,输出电流与电源电压的关系如图3所示。当温度为25℃以上时,输出驱动电流按-0.3%/℃的负温度系数下降。CMOS输出拉电流与电源电压的关系如图4。
CMOS4000带缓冲反相器输出特性参数
参数名称测试条件参数单位
输出电压(V)输入电压(V)电源电压(V)最大值最小值
输出低电平电流0.4
0.5
1.5
0/5
0/10
0/15
5
10
15
0.51
1.3
3.4

mA
输出高电平电流4.6
9.5
13.5
0/5
0/10
0/15
5
10
15
-0.51
-1.3
-3.4

mA
输出低电平电压
0/5
0/10
0/15
5
10
15

0.05
0.05
0.05
V
输出高电平电压
0/5
0/10
0/15
5
10
15
4.95
9.95
14.95

V
输出状态
转换时间
CL=50pF
RL=200k
5
10
15

200
100
80
nS


CMOS4000极限参数
CMOS4000极限参数
参数名称极限值
最大直流电源电压
最大输入电压
最小输入电压
+18V
电源电压+0.5V—-0.5V
最大允许功耗陶瓷扁平封装(14,16引脚)
(环境温度=-55—100℃)


200mW
陶瓷双列直插封装(14,16引脚)
(环境温度=-55—100℃)
(环境温度=100—125℃)


500mW
200mW
塑料双列直插封装(14,16,24引脚)
(环境温度=-55—60℃)
(环境温度=60—85℃)


500mW
200mW
工作温度范围陶瓷扁平封装
陶瓷双列直插封装
塑料双列直插封装
-55—100℃
155—125℃
-40—85℃
存储温度-65—150℃

.CMOS4000工作速度

典型的CMOS门电路传输延迟时间分别小于300nS(VDD=5V),150nS(VDD=10V),110nS(VDD=15V),测试时输出端接120Ω上拉电阻,输出状态从一种逻辑状态转换成另一种逻辑状态所需要的时间(输出状态转换时间),分别小于100nS(VDD=5V),70nS(VDD=10V),50nS(VDD=15V),测试时逻辑低电平以10%电源电压、逻辑高电平以90%电源电压为准,同时输出端接120Ω上拉电阻。CMOS传输延迟时间大约按+0.25%/℃的温度系数增大,4011的传输延迟时间和输出状态转换时间与负载电容的关系如图4和图5所示。




CMOS4000极限参数
参数名称极限值
最大直流电源电压
最大输入电压
最小输入电压
+18V
电源电压+0.5V—-0.5V
最大允许功耗陶瓷扁平封装(14,16引脚)
(环境温度=-55—100℃)


200mW
陶瓷双列直插封装(14,16引脚)
(环境温度=-55—100℃)
(环境温度=100—125℃)


500mW
200mW
塑料双列直插封装(14,16,24引脚)
(环境温度=-55—60℃)
(环境温度=60—85℃)


500mW
200mW
工作温度范围陶瓷扁平封装
陶瓷双列直插封装
塑料双列直插封装
-55—100℃
155—125℃
-40—85℃
存储温度-65—150℃

.CMOS4000工作速度

典型的CMOS门电路传输延迟时间分别小于300nS(VDD=5V),150nS(VDD=10V),110nS(VDD=15V),测试时输出端接120Ω上拉电阻,输出状态从一种逻辑状态转换成另一种逻辑状态所需要的时间(输出状态转换时间),分别小于100nS(VDD=5V),70nS(VDD=10V),50nS(VDD=15V),测试时逻辑低电平以10%电源电压、逻辑高电平以90%电源电压为准,同时输出端接120Ω上拉电阻。CMOS传输延迟时间大约按+0.25%/℃的温度系数增大,4011的传输延迟时间和输出状态转换时间与负载电容的关系如图4和图5所示。




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