CMOS逆变器的噪声裕度会影响性能吗?

每个科学和电子领域都有利润。这些边界或限制可以是面向安全的，也可以是功能控制的。在任何一种情况下，为了提高整体功能、性能和安全性，都需要留出余地。超过设备裕度或限制通常会导致灾难性的故障。

然而，如果设备或组件能够保持在可接受的范围内，那么功能、性能和生命周期都会增加。如果一个设备或组件要保持在可接受的限度内，首先必须了解这些限度是什么。举个例子，我的一个同事不明白为什么他的熔断器与一个电容串联在一起，却一再失效。

经过进一步检查，罪魁祸首是推荐保险丝的安培(裕度)标签错误。结果是，电路板上写的是20安培，但推荐的是40安培。他通过研究结构图得出了这一发现。边距和对它们的遵守在功能、性能和持久性方面起着至关重要的作用。这包括CMOS逆变器的噪声裕度。

噪声裕度和CMOS特性

在电气工程领域中，在无噪声的最坏情况输入电平上代数相加而不使输出电压偏离允许逻辑电压电平的外部信号的最大电压幅值为叫做噪声裕度．在通信系统工程领域，我们通常用分贝(dB)来测量噪声裕度。

此外，我们将噪声裕度定义为信号超过最小可接受量的比值。就数字电路而言，噪声裕度是指信号超过产生“1”或“0”所必需的阈值时的量。

CMOS是互补金属氧化物半导体的缩写。它的制作过程包括使用互补和对称的p型和n型mosfet对逻辑功能。该技术用于构建IC(集成电路)芯片、微控制器、CMOS BIOS、微处理器、存储芯片和其他数字逻辑电路。

我们还可以在模拟电路中发现CMOS技术的应用，如数据转换器、射频电路、高度集成的收发器(通信)和图像传感器。总的来说，CMOS器件的两个基本特性是低静态功耗和高噪声免疫力．

由于MOSFET对中的一个总是关闭的，在切换状态(开和关)时，串联组合只暂时消耗大量的功率。因此，CMOS器件通常比其他形式的逻辑产生更少的热量，例如TTL，它通常有一个恒定电流，即使它没有改变状态。

CMOS逆变器的特性

CMOS技术集成到芯片逻辑和VLSI芯片中轻松。此外，他们的工作在更高的速度，同时保持非常小的功率损失的特点。此外，CMOS逆变器提供了优秀的逻辑缓冲功能，因为它的噪声裕度在高和低是同样重要的。

现在，让我们仔细看看CMOS逆变器是如何工作的以及它们的特点。首先，CMOS逆变器包含一个PMOS (p型)和一个NMOS (n型)晶体管，连接到漏极和栅极端子。此外，它在PMOS源端包含一个电源电压(VDD)，在NMOS源端包含一个接地连接。最后，它有一个VIN连接到门端子，和一个VOUT连接到排放端子。请记住，CMOS逆变器在其设计中不使用电阻，这与标准电阻- mosfet逆变器相比，转化为更高的功率效率。

参考上述CMOS逆变器图，作为输入电压互补金属氧化物半导体设备电压在5到0伏之间变化，PMOS和NMOS的状态也会相应不同。因此，如果我们将每个晶体管建模为一个由VIN激活的简单开关，那么我们无疑可以看到CMOS逆变器是如何工作的。

CMOS逆变器的噪声裕度

现在参考纯数字逆变器，它们不会立即从“1”(逻辑高)切换到“0”(逻辑低)，因为存在某种程度的电容。当一个逆变器从一个逻辑高到逻辑低，有一个模糊的区域，我们不能考虑电压的低或高。正是在这个精确的时刻，我们认为它是我们的噪声边际。

我们必须考虑两种噪声裕度，它们是高噪声裕度(NMH)和低噪声裕度(NML)。对于逻辑高，驱动设备的最小输出电压(VOH min)必须大于接收设备的最小输入电压(VIH min)。由于导线上存在噪声，驱动装置输出的逻辑高信号可能以较低的电压到达接收装置的输入端。

因此，对于逻辑高，噪声裕度NMH = (VOH min - VIH min)是您仍然可以正确接收逻辑高信号的容忍范围。对于噪声裕度，我们也可以这样说，对于逻辑低信号，NML = (VIL max - VOL max)，它规定了线路上逻辑低信号的容忍范围。噪声裕度越小，说明电路对噪声越敏感。

使用CMOS逆变器规划布局需要注意电子噪声。

噪声裕度是在特定条件下建立适当电路功能的设计裕度标准。噪声源包括电源、操作环境、电场和磁场以及辐射波。片上晶体管开关活动也会产生不良的噪声。因此，要在特定的噪声条件下提供适当的晶体管开关，电路的设计必须包括这些特定的噪声裕度。

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