C-MOSのICの未使用の入力端子を電源や、GNDに固定しないといけないのはなぜですか?
絶縁破壊と関係がありますか?
それともラッチアップと関係があるのですか?

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A 回答 (3件)

入力を固定しないと、それを受けた2つのトランジスタスイッチ(P-ch、N-ch)が同時にONになるため貫通電流が流れます。


これが原因で、CMOS構造の中に出来ている寄生トランジスタやサイリスタが反応してしまって、
大電流が流れ、入力を固定しても元に戻らない場合があります。これがラッチアップ現象です。

2つのスイッチは信号が0->1、1->0に切り替わるときに嫌でもONしてしまいますが
瞬間的なら大丈夫なのです。余談ですが、PCのCPUが速くなるにつれて電流を食ってしまうのは
同時にONする周期が速くなっているためです。

ラッチアップが起きてもその時間がそれぞれのLSIで耐えうる時間であれば電源を切って復帰できますが、
耐えられなかった場合、絶縁膜破壊を起こし、そのLSIは2度と使えなくなります。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。
よく分かりました。

お礼日時:2002/04/09 11:02

スレッショルド付近で起きる、ラッチアップと出力のふらつきについてはすでに他の方が説明されていますので。



CMOSICの中でもゲートICなどでは、GNDに落とすというやり方の他に、VDDにプルアップするという方法も有ります。
たとえば14ピンICとすると、GNDラインとVDDラインをICの下を通す(1~7Pと8~14Pの間)のが普通ですが、1~7PまではGNDへ、8~14PはVDDへ接続すると配線がすっきりします。

また他のICでは、そのICの機能を停止させるピンが有りますので、規格表に従ってGNDまたはVDDへ接続します。

いずれにせよ、空いているモジュールやパスコンなどは回路図に書きこまない設計者も多いので、実際に作るときはそれらを考慮する必要が有ります。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。

お礼日時:2002/04/09 11:01

C-MOS の入力 pin はインピーダンスが高いため、オープンにしておくと、


絶縁破壊をする可能性があります。オシロスコープを使ったことが有れば、
その入力インピーダンスも高く数MΩですね、GND をつながずに触ると誘導
を受けて画面が乱れるでしょう。そのような入力が C-MOS にもかかってし
まいます。
入力 pin を絶縁破壊から守るのにレベルを H または L に固定します。

また 出力は Vcc(Vdd)に つながった物と GND(Vss) に つながった物とで構成されています。
取りあえず物と書きましたが半導体スイッチと考えて下さい 入力が H または L で固定されていれば、どちらか一方のスイッチしか入りませんが、中間の電圧の時に両方のスイッチが同時に ON してしまいます。
この現象をラッチアップと言います。Vcc GND 間のスイッチが両方入ってしまうため規格を超える電流がながれます。
いったんラッチアップすると電源を落とさないと解消しません。

両方の現象を避けるために、未使用入力ゲートは どちらかに固定したほうが良いというのが一般的使い方です。
ただしテクニックとして わざとに中間電位にしておく使い方も存在します。初代ファミリーコンピュータの2P側のマイクの部分アナログ信号の増幅に C-MOS 4069UB が使われていたんですよ。面白い使い方でしょ。

がんばって いろんな回路を読んで見て下さい。勉強になりますよ。

http://www.semicon.melco.co.jp/confidence/pdf/3. …

参考URL:http://www.semicon.melco.co.jp/confidence/pdf/3. …
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この回答へのお礼

ありがとうございました。
勉強します。

お礼日時:2002/04/09 11:03

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使うICは たぶん↓こんなDIP型(ディップがた)ですよね?
http://www.itwissen.info/media/lex_pics/small/id90g10.png
これを何個も使う場合は、
↓のように整然と並べて、
http://faculty.capitol-college.edu/~andresho/ee304/gate.gif
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http://www.em.avnet.com/img_shared/fea/df2df2usa/stm-fea-rail_to_rail_op_amp.gif
http://news.thomasnet.com/images/medium/2003/07/24404.jpg
 
 

 
 
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Aベストアンサー

絶縁、非絶縁は入力端子が装置本体と絶縁されているか、されていないかをあらわします。
差動は入力端子間の差分を計測、シングルエンドはグラウンドとの間を計測します。
全く違う概念ですが、用途を考えると複雑な関係になります。

測定したい対象によっては、グラウンドに接続できない場合があります。こういった場合に絶縁型を用います。測定したい対象のグラウンドを、測定器のグランドと共通にしてよい場合は非絶縁を用います。
測定したい対象が、差動出力の場合には差動を、シングルエンドの時にはそれを使う、というのが基本です。(あたりまえですが。)

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接続の仕方によっては、グラウンドがループしてしまいます。そういう場合に、絶縁型を使うと解決する事があります。また、差動入力の-側にグラウンドをつないだりすることで解決できる場合もあります。

そういったわけですので、使い方は千差万別あって、とても説明しきれませんが、他が同じスペックでしたら、差動のほうがシングルエンドよりも良く、絶縁の方が非絶縁よりもよいでしょう。

超高圧とか、そういった特殊な場合を除けば、「グラウンドループ」「グラウンドレベル」「コモンモードノイズ」「静電や電磁ノイズ」あたりのことを考えれば、測定器に必要なスペックがおのずと決まってくると思われます。

絶縁、非絶縁は入力端子が装置本体と絶縁されているか、されていないかをあらわします。
差動は入力端子間の差分を計測、シングルエンドはグラウンドとの間を計測します。
全く違う概念ですが、用途を考えると複雑な関係になります。

測定したい対象によっては、グラウンドに接続できない場合があります。こういった場合に絶縁型を用います。測定したい対象のグラウンドを、測定器のグランドと共通にしてよい場合は非絶縁を用います。
測定したい対象が、差動出力の場合には差動を、シングルエンドの時には...続きを読む


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