C-MOS ICの未使用ピンの処理について

質問

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？

回答No.2

takebou · ベストアンサー

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。

お礼

ありがとうございました。
よく分かりました。

回答No.3

tosishun

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。

お礼

ありがとうございました。

回答No.1

nyannnyannko

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.pdf

参考URL：

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

お礼

ありがとうございました。
勉強します。