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关于IC驱动能力的问题
作者:   来源: 发表时间:2006-12-21  字号:  


问题提出:弄不清什么时候要加74LS255 等以提高驱动能力,还有像“只能驱动一个TTL”
是从哪方面考虑的?
分析:假设有一个单一输出的逻辑门,它的输出作为许多输入的驱动,
如下图所示(非门),假设这些逻辑门的输入都有10Kohm 的上拉到
电源(防止没有输入时,输出状态不定,避免上述情况发生设置了输
入上拉到电源,同时考虑到输入低时电流不致过大,通常设定该上拉
电阻大于10kohm)


现在开始举例:假设输出为低(下面的管子导通),对于TTL 电平,则
要求A 点的电压不高于0.8V,由于管子本身有个导通pdf电阻,我们假
设为100ohms,所以A 点的电压会随着后面所驱动的门数上升而逐渐
升高,也就是说最多有多少个10kohm 的电阻并联再与100ohm 分压
后,仍然可以保持A 点的电压不高于0.8V,根据临界状态:
可以算出N=19,一旦多于此将可能工作异常,
需要注意的是,驱动输入端,使其在高电压时即要求A 点为高是没
有问题,因为上拉电阻会帮助Th 使得输出端上拉为 5V
以上是从负载的输入阻抗来考虑的
下面从负载的输入容抗来考虑:
驱动其它19 个逻辑门看起来好像是小事,所以,读者也许会觉得扇
出(fan-out)的数目并不是很重要。
假设由单一的输出端将19 个输入电压降到接地值,再假设,每个输
入端的寄生电容值为10pF,则全部就有190pF 的容值,要将电容充电
完毕需要100ohm x 190pF=19nS,而放电时间为此值得2-3 倍。假设最
坏的状况,延迟时间Td=57nS,考虑一主频200MHz 的个人电脑,执
行每条指令时间为1/200000000=5nS,所以对于高速电路而言,我们必
须要限制它们的扇出数量,除了由扇出数目多寡所造成的延迟时间,
还有IC 内建延迟(built-in),这主要是由IC 内的寄生电容所引起的。
所以,在通常的IC SPEC 中驱动能力这项参数都说明了在负载电容是
多大时的实测数据,这有必要引起大家注意。
参考文章:《台湾交大IC 设计-各种输出门》


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