CMOS逻辑IC 04（反相器）和U04（无缓冲反相器）有什么区别？

作为标准功能CMOS逻辑IC的反相器，有“04”和“U04”两种。“04”用于一般逻辑处理（数字信号处理），“U04”主要用于晶振电路、RC振荡电路等振荡器。

图1：反相器"04"和"U04"
图1：反相器"04"和"U04"
  • 04：具有3级反相器结构，第一级针对输入进行优化，最后一级具有缓冲器功能。
  • U04：由单个反相器级组成，具有输入级和输出级（缓冲级）。

“04”和“U04”的结构如图1所示。“04”针对输入块和输出所需性能优化了MOS尺寸。因此，在同一组（系列）中，“04”的输入电容小于“U04”的输入电容。“04”由于其3级结构而具有高增益。此外，用于判断“H”和“L”的高电平／低电平输入电压范围（VIL、VIH）比“U04”更宽（表1），并且噪声容限较高。然而，传输延迟时间稍长一些。

表1：高电平／低电平输入电压（V<sub>IH</sub>／V<sub>IL</sub>）"04"和“U04"
表1：高电平／低电平输入电压（VIH／VIL）"04"和“U04"
图2：振荡电路概念图
图2：振荡电路概念图

图2显示了使用反相器的振荡器电路的概念图。

上电时的噪声等干扰成为振荡来源并进入输入端Vin。这些来源非常小，以致会在逆变器的线性区域内被放大，在反馈电路中经过滤波并计入输入端。振荡条件包括反馈信号的相位与输入信号同相，并且逆变器的增益大（“输入”+“反馈信号”的幅值大于原始输入信号）。
“04”的输入电容小，因此具有宽频带和高增益。其可达到比“U04”更高的振荡频率。仅考虑这一点，“04”似乎比“U04”更适用于振荡应用环境。然而，用于振荡的线性区域在表1所示的区域之外（例如，在4.5 V条件下，“04”为1.35 V至3.15 V，“U04”为0.90 V至3.6 V），因此“U04”的范围更宽泛。振荡信号必须在此范围内循环才能稳定振荡。考虑到在目标频率下的更稳定振荡要求，建议在振荡电路中使用“U04”。

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