几种典型数字输出驱动器案例分析：LVDS、CMOS、CML

　　设计人员有各种模数转换器（ADC）可以选择，数字数据输出类型是选择过程中需要考虑的一项重要参数。目前，高速转换器三种最常用的数字输出是互补金属氧化物半导体（CMOS）、低压差分信号（LVDS）和电流模式逻辑（CML）。

　　ADC中每种数字输出类型都各有优劣，设计人员应根据特定应用仔细考虑。这些因素取决于ADC的采样速率和分辨率、输出数据速率、系统设计的电源要求，以及其他因素。

　　本文将讨论每种输出类型的电气规格，及其适合特定应用的具体特点。我们将从物理实现、效率以及最适合每种类型的应用这些方面来对比这些不同类型的输出。

　　CMOS数字输出驱动器

　　在采样速率小于200 Msps （ms/sec）的ADC中，CMOS是很常见的数字输出。典型的CMOS驱动器由两个晶体管（一个NMOS和一个PMOS）组成，连接在电源（VDD）和地之间，如图1a所示。这种结构会导致输出反转，因此，可以采用图1b所示的背对背结构作为替代方法，避免输出反转。

　　输出为低阻抗时，CMOS输出驱动器的输入为高阻抗。在驱动器的输入端，由于栅极与导电材料之间经栅极氧化层隔离，两个CMOS晶体管的栅极阻抗极高。输入端阻抗范围可达k？至M？级。

　　在驱动器输出端，阻抗由漏电流ID控制，该电流通常较小。此时，阻抗通常小于几百？。CMOS的电平摆幅大约在VDD和地之间，因此可能会很大，具体取决于VDD幅度。

　　图1：典型CMOS数字输出驱动器

　　由于输入阻抗较高，输出阻抗较低，CMOS的优势之一在于通常可以用一个输出驱动多个CMOS输入。

　　CMOS的另一个优势是低静态电流。唯一出现较大电流的情况是CMOS驱动器上发生切换时。无论驱动器处于低电平（拉至地）还是高电平（拉至VDD），驱动器中的电流都极小。但是，当驱动器从低电平切换到高电平或从高电平切换到低电平时，VDD与地之间会暂时出现低阻抗路径。该瞬态电流是转换器速度超过200MSPS时，输出驱动器中采用其他技术的主要原因。

　　另一个原因是转换器的每一位都需要CMOS驱动器。如果转换器有14位，就需要14个CMOS输出驱动器来传输每一位。一般会有一个以上的转换器置于单个指定封装，常见为八个。

　　采用CMOS技术时，意味着数据输出需要高达112个输出引脚。从封装角度来看，这不太可能实现，而且还会产生高功耗，并使电路板布局变得更加复杂。为了解决这些问题，我们引入了使用LVDS的接口。