CMOS器件的电流电压输入和输出特性的分析

在讨论与其他器件衔接传输信号的接口问题之前，首先需求深化了解本身的输入、输出特性。还需认识在信号传输过程中的延迟时间、噪声特性等问题。

1．输入特性

图示出CMOS器件的输入等效电路（以F写作输入电路）以及输入电流—输入电压特性。CMOS的输入端附加有防静电和外来浪涌进入输入栅极的维护电路。CMOS的输入栅极电阻是几十MQ以上的高电阻（高阻抗），所以实践的输入特性看到的是维护电路的特性。CMOS输入电路（维护电路）可分为以下四品种型：

（1）串联电阻+上拉二极管（PU）&下拉二极管（PD）。

（2） PU＆PD（扩散电阻型PU＆PD，扩散电阻型PD&PU）。

（3）扩散电阻型，二极管+PU/PD（扩散电阻型PU+PD，扩散电阻型PD+PU）。

（4）只要PD（PD或者扩散电阻型PD）。

不管哪品种型，输入电压在GND-1VDD之间，从输入到VDD或者到GND之间都具有几十MΩ以上的高电阻（高阻抗）。

具有PU的电路中，假如输入电压超越VDD+VF（二极管的正向电压降：0.6～0.8V），那么电流将从输入向VDD活动；假如输入电压低于GND-VF（0.6-0.8V），那么电流将从GND向输人活动。当二极管输入端有维护电阻时，流过二极管的电流值被电阻限制。在没有PU只要PD的维护电路（电压变换功用：高电压变换为低电压）中，电流与VDD的值无关，到达PD的击穿电压时开端活动。

没有串联电阻或扩散电阻的电流途径中，当电流开端流过二极管时，瞬时大电流会超越最大额定电流，招致器件被击穿或劣化，所以要惹起留意。

2．输出特性

图示出CMOS器件的输出等效电路。输出电压在GND～VDD之间表现出通常的MOS晶体管的输出特性。这种状态下，具有由输出电流一输出电压计算出的输出阻抗特性（规范逻辑中是几十Ω）。

在CMOS器件的输出级，由于存在输出晶体管的寄生二极管，所以假如加GND以下或者VDD以上的输出电压，会有超越最大额定值的正向电流流过寄生二极管，招致器件劣化以至被击穿，必需留意这一点。

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