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數位邏輯設計 全一冊

( 二 ) CMOS IC

互補式金屬氧化物半導體場效電晶體（complement MOSFET；簡稱
CMOS）是由美國 RCA 公司在 1967 年製造生產，由於其內部輸入端的電

路是採用互補型金屬氧化物半導體場效應電晶體，所以稱之為互補式金屬氧
化物半導體邏輯。

CMOS IC 使用的電源電壓範圍較廣，其電源電壓 V DD 比 V 高 3V ～
SS
18V，且具有消耗功率低、推動負載能力強（扇出數大）、雜訊的抑制能力
高（雜訊邊限大）、包裝密度高等優點，但是工作速度最慢。目前 CMOS

IC 有逐漸取代 TTL IC 的趨勢，且常應用在 VLSI 與 ULSI 中。常見的

CMOS IC 編號，有 40×× 與 45×× 系列兩種類型。

三 數位 IC 的特性

通常在選用數位 IC 時，必須考慮電壓準位、雜訊邊限、傳遞延遲時間、消耗功

率與扇出數等特性，說明如下：
( 一 ) 電壓準位

數位邏輯電路中的電壓準位只有「高電位」與「低電位」兩種狀態，我

們先針對邏輯閘的輸入電壓與輸出電壓之「高電位」與「低電位」來進行定
義，並比較 TTL IC 與 CMOS IC 輸入與輸出的電壓準位，如表 1-5 所示。

表 1-5 電壓準位的定義與比較

項目 定義 TTL IC CMOS IC
V 比 V 高 3 ～ 18V
DD
SS
電源電壓 IC 使用的直流電源電壓 V =5 V
CC
（假設 V = 0V）
SS
V IH 邏輯閘的輸入高準位電壓 2.0 V 以上 0.7 V DD 以上
V IL 邏輯閘的輸入低準位電壓 0.8 V 以下 0.3V DD 以下

V OH 邏輯閘的輸出高準位電壓 2.4 V 以上 ≒ V DD

V OL 邏輯閘的輸出低準位電壓 0.4 V 以下 ≒ 0

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