ZHCAF09E July 1994 – July 2021
2 慢速輸入邊沿速率
隨著速度的提高，邏輯器件對慢速輸入邊沿速率變得更加敏感。較慢的輸入邊沿速率及輸出切換時電源軌上產(chǎn)生的噪聲可能會導致過多的輸出誤差或振蕩。如果未使用的輸入被懸空或未主動保持在有效邏輯電平，則會發(fā)生類似的情況。
這些功能問題是由于在開關期間，輸出負載電流 (IO) 流經(jīng)寄生引線電感時在器件的電源系統(tǒng)中引起的電壓瞬變造成的（見 圖 2-1）。由于器件的內部電源節(jié)點在整個集成電路中用作電壓基準，因此電感電壓尖峰 VGND 會影響信號出現(xiàn)在內部柵極結構中的方式。例如，當器件接地節(jié)點處的電壓上升時，輸入信號 Vi’ 的幅度似乎會降低。如果發(fā)生違反閾值的情況，這種不良現(xiàn)象隨后可能會錯誤地更改輸出。
在輸入邊沿緩慢上升的情況下，如果 GND 的電壓變化足夠大，則器件的視在信號 Vi’ 似乎被驅動回越過閾值，而輸出開始進行反向開關操作。如果出現(xiàn)最壞的情況（所有輸出同時開關并帶有較大的瞬態(tài)負載電流），慢速輸入邊沿會反復驅動回越過閾值，導致輸出振蕩。因此，不應超出器件的最大輸入轉換時間，以免損壞電路或封裝。
圖 2-1 輸入/輸出模型如果長時間將一個 0.8V 到 2V 之間的電壓施加到輸入端，這種情況就變得至關重要，不應忽略，尤其是位數(shù)越高且封裝（SSOP、TSSOP）越密集時。例如，如果一個 18 位收發(fā)器有 36 個 I/O 引腳在閾值處懸空，則來自 VCC 的電流可以高達 150 mA 至 200 mA。器件消耗的功率約為 1W，會導致嚴重的過熱問題。器件的這種持續(xù)過熱會影響其可靠性。另外，由于輸入位于閾值區(qū)域，輸出往往會振蕩，長此以往會對內部電路造成損壞。數(shù)據(jù)表顯示了當輸入處于 TTL 電平時電源電流 (ΔICC) 的增加情況 [對于 ABT VI = 3.4V，ΔICC = 1.5 mA（見 表 2-1）]。當輸入位于閾值區(qū)域時，這變得更加重要，如圖 2-2 所示。
這些特性對于所有 CMOS 輸入電路（包括微處理器和存儲器）而言都是典型特征。
對于 CBT 或 CBTLV 器件，這適用于控制輸入。對于 FB 和 GTL 器件，這僅適用于控制輸入和 TTL 端口。
| 最小值 | 最大值 | 單位 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ΔICC(2) | ABT、AHCT | VCC = 5.5V， | 一個輸入為 3.4V， | 其他輸入電壓為 VCC 或 GND | 1.5 | mA | |
| CBT 控制輸入 |
VCC = 5.5V， | 一個輸入為 3.4V， | 其他輸入電壓為 VCC 或 GND | 2.5 | |||
| ΔICC(2) | CBTLV 控制輸入 |
VCC = 3.6V， | 一個輸入為 3V， | 其他輸入電壓為 VCC 或 GND | 750 | μA | |
| ΔICC(2) | LVC | VCC = 3V 至 3 6V， | 一個輸入處于 VCC – 0.6V， | 其他輸入電壓為 VCC 或 GND | 0.2 | mA | |
| LVC、ALVC、LV | 0.5 | ||||||
| VCC = 5V | TA = 25°C | |
| 所有 36 個輸入位均從 0V 驅動至 6V | ||
只要驅動器在傳輸路徑或總線上處于活動狀態(tài)，接收器的輸入就始終處于有效狀態(tài)。只要上升和下降時間在數(shù)據(jù)表限制范圍內，就不會違反輸入規(guī)范。但是，當驅動器處于高阻抗狀態(tài)時，接收器輸入不再處于所定義的電平，往往會懸空。當多個收發(fā)器共享同一總線時，這種情況可能會惡化。圖 2-3 是典型總線系統(tǒng)的一個示例。當所有收發(fā)器都處于非活動狀態(tài)時，總線線路電平未定義。當達到由總線上每個元件的泄漏電流所確定的電壓時，這種情況稱為懸空狀態(tài)。結果是功耗會顯著增加，并有損壞總線上所有元件的風險。建議在不使用輸入或 I/O 引腳時，或驅動這些引腳的器件處于高阻抗狀態(tài)時，將其保持在有效的邏輯電平。
圖 2-3 典型雙向總線