CMOS集成電路設(shè)計(jì)（二）：接口電路詳解

　　6.CMOS-工業(yè)控制電路的接口

　　工業(yè)控制電路是工業(yè)控制系統(tǒng)中常用的電路，多采用24V工作電壓。圖6示出了CMOS電路與工業(yè)控制電路的連接方法。圖中R1是晶體三極管VT的基極偏流電阻，VT的作用是把CMOS電路較低的邏輯高電平拉到24V，使兩者構(gòu)成良好的連接。

　　7．CMOS-晶體三極管VT的接口

　　圖7a是CMOS集成電路驅(qū)動(dòng)晶體三極管的接口。晶體三極管VT采用共發(fā)射極形式連接R1是VT的負(fù)載電阻，R1是VT的基極偏流電阻，R1的大小由公式R1=（VOH-VBH）β/IL決定。式中IL為負(fù)載電流。使用時(shí)應(yīng)先根據(jù)VL和IL來(lái)選定VC，然后估算IB（IB=IL/β）是否在CMOS集成電路的驅(qū)動(dòng)能力之內(nèi)。如超出，可換用β值更高的晶體三極管或達(dá)林頓管，如圖7b所示。晶體三極管VT按IL選定，IB=IL/（β1*β2），電阻R1的取值為：R1=（VOH -1.4）/（IB + 1.4/R2），式中R2是為改善電路的開(kāi)關(guān)特性而引入的，其值一般取為4？10KΩ。

　　8．CMOS-發(fā)光二極管LED的接口

　　發(fā)光二極管（LED）具有高可靠性、低功耗、長(zhǎng)壽命等多項(xiàng)重要特性。是與CMOS集成電路配合使用的最佳終端顯示器件之一。發(fā)光效率較高的LED可由CMOS集成電路直接驅(qū)動(dòng)，特別當(dāng)VDD=10~18V時(shí)，絕大多數(shù)的LED能夠有足夠的亮度。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明，用CMOS集成電路驅(qū)動(dòng)LED應(yīng)串入限流電阻，因?yàn)楫?dāng)VDD=10V時(shí)，其輸出短路電流可達(dá)20mA左右，若不加適當(dāng)?shù)南蘖鞅Ｗo(hù)，極易導(dǎo)致LED或CMOS集成電路損壞。圖8a是CMOS集成電路輸出低電平點(diǎn)亮LED的電路，電阻R可通過(guò)公式：R=（VDD-VOL-VLED）/ILED求出。圖8b是CMOS集成電路輸出高電平點(diǎn)亮LED的電路，電阻R的數(shù)值通過(guò)公式：R=（VOH-VLED）/ILED求出。式中VLED和分別是LED的工作電壓和工作電流。

　　如果在低電源電壓下工作的CMOS集成電路要驅(qū)動(dòng)LED，或者使用負(fù)載能力較差的COOO系列CMOS集成電路驅(qū)動(dòng)LED，均可能難以使LED發(fā)出足夠明亮的光。解決辦法是加一級(jí)晶體管驅(qū)動(dòng)電路，以獲得足夠的驅(qū)動(dòng)能力。

　　9．CMOS-可控硅VS的接口

　　一般中、小功率可控硅的觸發(fā)電流約在10mA以下，故多數(shù)CMOS集成電路能夠直接驅(qū)動(dòng)可控硅。具體電路如圖9所示。若需要更大的驅(qū)動(dòng)電流，可改為CMOS緩沖器（例如CC4041）或緩沖/驅(qū)動(dòng)器（例如CC40107），也可加一級(jí)晶體三極管電路。