推拉式电路
特别说明
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推挽式电路是由一?互补的晶体管?成的,其中
P
型管源极接...
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推挽式电路是由一?互补的晶体管?成的,其中
P
型管源极接电源,
N
型管源极接地,两
管漏极接在一起作?输出。输出
0
?,
N
管?通,
P
管??,输出被拉低;输出
1
?,
N
管
??,
P
管?通,输出被拉高。因?无?输出是
0
?是
1
都是由晶体管
“
拉
”
出?的,而漏极
?路的电路,输出
1
是靠上拉电阻
“
拉
”
出?的,而一般的上拉电阻都在几十
K
以上,晶体管
的
“
拉
”
能力要比电阻强得多,所以推挽电路?动能力强。
不?漏极?路的电路,输出
0
?也是由
N
管拉低的,?动能力同样很强。
因?晶体管的?通电阻很小,所以输出电阻会接近于零 推挽式电路的动?功耗
设?者经常??根据所接??的直流输入电流要求,冒险使推拉输出电路的??达到它的最大直流扇出能力。特?是?设?
CMOS
总???一想法尤其具有?惑力,因?此?理?上的扇出能力是无限的。实际上重??的总路??构会??两个缺点,上升?间?会减慢,而且?动器件的功耗?会提高。
下例是一个重??
CMOS
总?的实际上升?间和功耗?算的例子。
例:
CMOS
总?的性能
我?正?一台并行?算机的共享存?器子系统构造一个大型总?,如?
2.8
所示。总??接着
20
个小的
CPU
,其中任何一个都可能存取?个
8
位的随机??存?器(
RAM)。整个系统装配在一个大的电路板上。
?总?是通?阻抗可控的
50
?印刷电路走??实?的,走?长度?
10IN
。?
2.8
?示出总?的?播长度??小于
74HCT640
门电路上的上升?间,因此在总?的两端都?有使用端接器。
根据直流扇出系?,我??期每个总路??动器??能够很容易地?动其他
20
个电路。已知每个收发器的最大?播延??
9NS
,我??划使总?运行在
30NS
的周期上(
33MHZ
)。
?了???一设?,?算出每一条印刷?路??电容,并分?与三?输出的?动阻抗相比?,?算出总?的
RC
上升?间。最后?算每个?动器?的功耗。
??电路
?每个?动器??到??(
OFF
)???,仍然存在??电容。每个?动器的?一
I/O
??电容在手?中都被制造商?明?
10PF
。我?有
20
个??,所以??电容总共?
200PF
。加上底板印刷?路的电容
2PF/IN
,可以得到:
74HCT640
的输出电阻
在
SIGNETICS
的高速
CMOS
?据手?上列出了以下指?(两个?动晶体管中上端的情况是最差的):
VCC=4.5V
VOH=3.84V
I
输出
=6.0MA
HCT
总??动器上端的输出电阻:
RC
上升?间
?输出从低电平??到高电平?,充电?间常??等于?动器输出电阻乘以输出??电容。
TRC= ( 110
?)
* ( 220PF
) =24NS
?值
TRC
是输出端电?从低电?从低电平??升至高电平的
63%
?所需的?间。升至高电平的
90%
?所需的?间是
TRC
的两倍多一点。一个??
RC
电路的
10~90%
上升?间是
RC
乘?的
2.2
倍:
多么令人惊奇!我?本以??动器的最大?播??
9NS
,而实际的延?变成了
53NS
!如果?总?运行在
33MHZ
上,?据信号在下一比特到?前??有足够的?间上升或下降到?幅值。我?把总??率降至
16MHZ
,以便??据?元?得更多的间隔?间。
每个?动器的功耗
VCC=5.5V
(最差的情况?的供电电?)
C=220PF
(??电容)
F
?钟
=16MHZ
(降低后的?钟?率)
F
?据
=8MHZ
(最差的?据周期,是?钟?率的
1/2 )
?算每个?动器的功耗:
再乘以?个器件封装?的?动器?目
8
,即可得到一个封?器件的总功耗:
P
总
=8*0.053=0.424W
一片
20
个引脚的塑料封装芯片消耗的能量?会更多。上面例子中的总?设?是不切实际的,因?上升?间太慢,并且?动器的功耗太高。我?必???总?的工作?率降低到
16MHZ
以下
推拉输出电路中的??功耗推拉输出电路中的??功耗推拉输出电路中的??功耗推拉输出电路中的??功耗
?间:
2010-06-12 04:22:16
?源:电子发?友 作者:
一旦推拉输出电路完全??,??功耗等于源电流乘以?通臂上的剩余电?。我??分??算出
LO
和
HI
??下的功率,然后取二者的平均值。
?
2.6
?明了理想的
TT
?动器在
LO
和
HI
??下的功耗。?于?准的
TTL
器件,
Q2
处于?和?
??的?降
VLO
固定在大?
0.3V
。肖特基
TTL
??电路的低电平输出略高,??上的电?大??
0.4V
。
在
HI
??下,?降(
VCC-VHI
)由
Q1
的
VBE
和正向偏置二极管
D1
箝位,??
1.4V
,注意,
Q1
不会
?入?和??,因?它的基极电??不会上升到高于它的集电极电?。肖特基
TTL
器件?动电路中总的?
?功耗平均值近似?:
CMOS
?动器更类似于?
2.7
所示的电路。从
CMOS
器件的?据手?中通常可以查出输出电?与?
?输出电流的?字指?,?算出
RA
和
RB
的值,如下例所示。
例:
CMOS
?动器的输出阻抗
SINETICS
公司的
HCT
?品?列的?准输出?动器在
4.5V
电源电??,有以下各?参?:
VOL ( IO=4.0MA )
在
25
℃?的典型值
0.15
在
40 ℃ ~85
℃?的最大值
0.33
VOH ( IO=-4.0MA )
在
25
℃?的典型值?
4.32
在
40 ℃ ~85
℃?的最小值?
3.84
在电流?
4MA
?,低电平??下的?降范??
0.15~0.33V
。因此低电平??的阻抗范??:
R
低电平??典型值
=0.15/0.004=37
?
R
低电平??最大值
=0.33/0.004=83
?
在电流?
4MA
?,高电平??下
4.5V
电源与输出电?间的?降范??
0.18~0.66V
。因此高电平
??的阻抗范??:
R
高电平??典型值
=0.18/0.004=45
?
R
高电平??最大值
=0.66/0.004=165
?
在不同的电源电?下,
CMOS
?动器的输出电阻变化很大,?一?果通常出?在
HC
(不是
HCT )
??器件的指?中,
HC
的工作电?可以在
2~6V
间的任一电?上。?在?高的工作电??,
HC
系列的输
出电阻变小。因此,
HC
??电路在高电?下运行得更快。
CMOS
器件?动电路的总的??功耗近似?:
注意,?里的输出电流?是平方形式。
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