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保护CMOS数字IC的输入

  电器的信号输人端子有时会出现远远超过原输人电压的大电压…静电或噪声,此时有可能损坏半导体IC。因此,对外部信号输人端子实施充分的安全保护是非常重要的。

  数字电路目前几乎都是CMOSIC,如果局限于此,则如图1所示,与IC的输人端子相串联,插人限流电阻R即可。当然,接受外部信号时应使用施密特型IC。

  图1 CMOS逻辑电路的限流电阻

 CMOS逻辑电路的限流电阻

  这种电路采用74系列用HS CMOS的输人保护,通过附加箝位二极管D1、D2,即使加上大信号,也不能超过IC的最大电流Imax而破坏IC,没有箝位二极管时的最大输人电流为约20mA左右。

  用作限流的阻值取决于所加的最大电压,实际上与其他值无关,以Vinmax=140V,Imax=10mA为例,

  电容C与保护电阻R相协调来滤除噪声,目的是防止在输人点产生振荡,注意输出信号有延迟(T=RC)。

  图2是R=10kΩ,C=0.01μF时的输出波形,td=10k×0。01μF后输出翻转,这种电路应用于消除从外部接人电路的振荡。

  图3是C=0时的输人波形,产生延迟的R为10kΩ的高阻值,CMOSIC的输人电容(几pF)、前面二极管的匹配电容都不能忽视。

  图2 74HC14的输人输出波形(R=10kΩ,C=0.01μF)

输人输出波形

  图3R=10kΩ,C=0的输人输出波形(td≈77ns)

输人输出波形

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