【導讀】當今的電子設計領域，CMOS邏輯IC因其低功耗、高集成度和良好的噪聲抑制能力而得到廣泛應用。然而，要充分發(fā)揮CMOS邏輯IC的性能優(yōu)勢，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行，必須嚴格遵守一系列使用注意事項。從本期芝識課堂起，芝子將向大家奉上一份詳細的設計指南，幫助大家更好地避免潛在的設計陷阱和故障。
當今的電子設計領域，CMOS邏輯IC因其低功耗、高集成度和良好的噪聲抑制能力而得到廣泛應用。然而，要充分發(fā)揮CMOS邏輯IC的性能優(yōu)勢，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行，必須嚴格遵守一系列使用注意事項。從本期芝識課堂起，芝子將向大家奉上一份詳細的設計指南，幫助大家更好地避免潛在的設計陷阱和故障。
對于未使用輸入引腳的處理
在設計和使用CMOS邏輯IC時，正確處理未使用的輸入引腳是確保系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的關鍵步驟。通常而言，所有未使用的輸入端都應連接到VCC或GND。
連接到VCC或GND的CMOS邏輯IC的未使用輸入端
對于可配置為輸出端的雙向總線緩沖器來說，任何引腳（如總線引腳）應通過上拉電阻器連接到VCC或通過下拉電阻器連接到GND。同時，建議將緩沖器兩端上拉或下拉至相同電位，以避免不必要的電流流動。但是，請保持總線引腳的輸入引腳保持為打開狀態(tài)。
雙向總線緩沖器的未使用的雙向引腳上拉至VCC或下拉至GND
即使采用典型的CMOS邏輯IC，仍會在電源接通瞬間，因寄生電容而產生短暫的浪涌電流。雖然這種電流通常較小（幾毫安量級），但在某些敏感應用中仍需注意。通過將未使用的輸入引腳連接到VCC或GND，可以有效降低這種浪涌電流的影響，提高系統(tǒng)可靠性。
另外，由于CMOS邏輯IC具有非常高的輸入阻抗，任何開放的輸入端都可能由于周圍電場的影響而導致錯誤的輸出值。此外，直通電流可能會在VCC和GND的中點流動，從而導致電流增加，這可能會導致器件損壞。除非數(shù)據(jù)手冊中另有說明，否則務必將這些注意事項應用至所有不具有總線保持能力的輸入端。
輸入上升和下降時間規(guī)范
在數(shù)據(jù)表中，針對通用CMOS邏輯集成電路（IC）明確界定了其輸入信號的上升與下降時間標準，這些標準旨在確保IC在預定的工作環(huán)境下能夠穩(wěn)定且高效地執(zhí)行其功能。遵循這些時間規(guī)范對于防止因輸出信號振蕩等不利現(xiàn)象導致的系統(tǒng)故障至關重要。
當向CMOS邏輯IC的輸入端施加緩慢的上升或下降信時，切換過程中可能會產生顯著的電流峰值。這些峰值電流不僅可能引發(fā)電源電壓（VCC）和地電位（GND）的瞬態(tài)波動（俗稱“彈跳”），還可能進一步導致輸出信號的振蕩或功能異常。
為應對這一挑戰(zhàn)，可使用帶有施密特觸發(fā)器輸入的IC來緩慢更改輸入。但是如果輸入變化過慢，即使帶有施密特觸發(fā)器輸入的IC仍可能無法抑制電源或信號線上的噪聲，從而導致輸出振蕩或不穩(wěn)定。
下表顯示了每個系列中典型IC的上升和下降時間。
通用CMOS邏輯IC的多個輸出發(fā)生沖突（短路）
與二極管不同，典型CMOS邏輯IC的輸出不能進行線或運算，除非具有三態(tài)輸出。即使是具有三態(tài)輸出的CMOS邏輯IC，如果同時啟用，也可能會有非預期電流流動，導致IC劣化。所以在創(chuàng)建電路設計時，請確保在任何既定時間都不會啟用多個輸出。此外，如果所有的CMOS邏輯IC都被禁用（即處于高組態(tài)），而沒有被上拉到VCC或下拉到GND，那么不具有總線保持功能的CMOS邏輯IC的輸出就會變得不穩(wěn)定。
僅同一封裝中的門才可以進行線與運算，以增加驅動能力（即輸出電流）。但是，建議使用高驅動IC（IO為±24 mA）。
正確使用CMOS邏輯IC不僅需要理解其電氣特性，還需要關注實際應用中的細節(jié)。通過本文提供的指南，設計師可以預防常見的設計錯誤，提高電路的整體性能和可靠性。在后續(xù)文章中，們將繼續(xù)探討如何優(yōu)化CMOS邏輯IC的性能和電容連接技巧，敬請期待。
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