CMOS 集成电路基础知识（长）
CMOS 是 Complementary Metal-Oxide Semiconductor 一词的缩写。在业余电子制作中我们经
常会用到它，这里系统、详细的介绍一些 CMOS 集成电路基础知识及使用注意事项。
CMOS 集成电路的性能及特点
功耗低
CMOS 集成电路采用场效应管，且都是互补结构，工作时两个串联的场效应管总是处
于一个管导通，另一个管截止的状态，电路静态功耗理论上为零。实际上， 由于存在漏电
流，CMOS 电路尚有微量静态功耗。单个门电路的功耗典型值仅为 20mW，动态功耗（在
1MHz 工作频率时）也仅为几 mW。
工作电压范围宽
CMOS 集成电路供电简单，供电电源体积小，基本上不需稳压。国产 CC4000 系列的
集成电路，可在 3~18V 电压下正常工作。
逻辑摆幅大
CMOS 集成电路的逻辑高电平“1”、逻辑低电平“0”分别接近于电源高电位 VDD 及电影
低电位 VSS。当 VDD=15V，VSS=0V 时，输出逻辑摆幅近似 15V。因此，CMOS 集成电路
的电压电压利用系数在各类集成电路中指标是较高的。
抗干扰能力强
CMOS 集成电路的电压噪声容限的典型值为电源电压的 45%，保证值为电源电压的
30%。随着电源电压的增加，噪声容限电压的绝对值将成比例增加。对于 VDD=15V 的供
电电压（当 VSS=0V 时），电路将有 7V 左右的噪声容限。
输入阻抗高
CMOS 集成电路的输入端一般都是由保护二极管和串联电阻构成的保护网络，故比一
般场效应管的输入电阻稍小，但在正常工作电压范围内，这些保护二极管均处于反向偏置
状态，直流输入阻抗取决于这些二极管的泄露电流，通常情况下，等效输入阻抗高达
10
3
~10
11
Ω，因此 CMOS 集成电路几乎不消耗驱动电路的功率。
温度稳定性能好
由于 CMOS 集成电路的功耗很低，内部发热量少，而且，CMOS 电路线路结构和电气
参数都具有对称性，在温度环境发生变化时，某些参数能起到自动补偿作 用，因而 CMOS
集成电路的温度特性非常好。一般陶瓷金属封装的电路，工作温度为 -55 ~ +125℃；塑料
封装的电路工作温度范围为-45 ~ +85℃。
扇出能力强
扇出能力是用电路输出端所能带动的输入端数来表示的。由于 CMOS 集成电路的输入
阻抗极高，因此电路的输出能力受输入电容的限制，但是，当 CMOS 集成电路用来驱动同
类型，如不考虑速度，一般可以驱动 50 个以上的输入端。
抗辐射能力强
CMOS 集成电路中的基本器件是 MOS 晶体管，属于多数载流子导电器件。各种射线、
辐射对其导电性能的影响都有限，因而特别适用于制作航天及核实验设备。
可控性好
CMOS 集成电路输出波形的上升和下降时间可以控制，其输出的上升和下降时间的典
型值为电路传输延迟时间的 125%~140%。
接口方便
因为 CMOS 集成电路的输入阻抗高和输出摆幅大，所以易于被其他电路所驱动，也容
易驱动其他类型的电路或器件。
CMOS 集成电路的工作原理
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