КМОП микросхемы

КМОП микросхемы - микросхемы состоящие из комплементарных полевых транзисторов со структурой металл-окисел-полупроводник. "Комплементарный" означает не что иное, как "дополняющий". Комплементарными называют пару транзисторов, которые идентичны по абсолютным параметрам, но являются противоположностями друг другу и как бы дополняют друг друга. Можно сказать, что они являются негативом и позитивом.

Логический элемент, образующий инвертор, состоит из n-канального (negative) и p-канального (positive) транзисторов. КМОП-инверторы напряжением низкого логического уровня считают напряжение, практически равное нулю, а напряжением высокого уровня - напряжение питания.

КМОП микросхемы практически не потребляют ток в статическом состоянии. В этом состоит их замечательное свойство. (Правда есть оговорка, если сопротивление нагрузки достаточно велико.) Если состояние входов не изменяется, они не потребляют ток питания. Ток, потребляемый микросхемами КМОП, возрастает с увеличением частоты сигнала.

Элементы "кмоповских" микросхем необходимо защищать. На входах нельзя допускать напряжений, превышающих напряжение питания. Также необходима защита входов по току. В мультивибраторах, конструируемых на КМОП микросхемах, необходимо использовать конденсаторы такой ёмкости, перезарядка которых не будет создавать превышение тока до уровней, превышающих микроамперы. Для этого, возможно, придётся включать последовательно с ними резисторы. Также, входы не должны "висеть в воздухе", т.е. быть не подключенными. Неиспользуемые входы надо "посадить" либо на "землю", либо на плюс питания.

Выходы микросхем КМОП также требуют защиты. Нельзя замыкать выходы буферных элементов (элементов с повышенным выходным током) на шину питания. Непосредственное соединение выходов обычных элементов недопустимо. Можно соединять только выходы элементов, способных переключаться в третье состояние (высокий импеданс). Если есть необходимость соединить параллельно входы и выходы элементов, они обязательно должны быть из одного корпуса микросхемы КМОП. Ёмкость нагрузки не должна превышать 5 нФ. Такой конденсатор, будучи незаряженным, будет аналогичен короткому замыканию.

Первыми отечественными микросхемами КМОП были микросхемы серии К176. Это была низковольтная серия с напряжением питания 9 В. В последствии развитие технологии позволило расширить пределы напряжения питания от 3 до 15 В. Это была уже знаменитая 561 серия. С увеличением питания КМОП микросхем растёт и их быстродействие.