和有什么区别五CCVCC,五嘀嘀_VDD,五乙乙VEE,五小号小号VSS

电器工程 力量 电压
2022-01-16 21:36:42

我见过很多原理图使用VCCVDD可以互换。

  • 我知道VCCVDD用于正电压,并且VSSVEE是地面,但两者之间有什么区别?
  • C,D,S, 和E代表什么?

额外学分:为什么VDD而不仅仅是VD?

4个回答

回到更新世(1960 年代或更早),逻辑是用双极晶体管实现的。更具体地说,它们是 NPN,因为出于某些我不打算讨论的原因,NPN 更快。当时有人认为正电源电压称为 Vcc 是有道理的,其中“c”代表集电极。有时(但不太常见)负电源被称为 Vee,其中“e”代表发射器。

当 FET 逻辑出现时,使用了相同的命名方式,但现在正电源为 Vdd(漏极)和负 Vss(源极)。对于 CMOS,这是没有意义的,但它仍然存在。请注意,CMOS 中的“C”代表“互补”。这意味着 N 和 P 通道设备的使用数量大致相同。CMOS 反相器只是最简单形式的 P 沟道和 N 沟道 MOSFET。在 N 和 P 沟道器件数量大致相等的情况下,漏极不会比源极更可能是正的,反之亦然。但是,由于历史原因,Vdd 和 Vss 名称一直存在。从技术上讲,Vcc/Vee 用于双极,Vdd/Vss 用于 FET,但实际上今天 Vcc 和 Vdd 的含义相同,Vee 和 Vss 的含义相同。

我想我可能有明确的答案。此命名来自 1963 年 IEEE 标准 255-1963“半导体设备的字母符号”(IEEE Std 255-1963)。我是一个电子历史狂热者,这可能对其他(狂热者)来说很有趣,所以我会让这个答案比必要的更广泛。

首先,第一个大写字母 V 来自标准的 1.1.1 和 1.1.2 段落,它们定义了 v 和 V 是描述电压的数量符号;小写表示瞬时电压 (1.1.1),大写表示最大、平均或 RMS 电压 (1.1.2)。供你参考:

            IEEE Std 255-1963 第 1.1.1-1.1.2 段

第 1.2 段开始定义数量符号的下标。大写下标表示直流值,小写表示交流值。电源电压显然是直流电压,所以它们的字母必须大写。

该标准定义了 11 个后缀(字母)。这些是:

  • E, e 为发射器
  • B, b 为基础
  • C, c 代表收集器
  • J, j 为通用半导体器件端子
  • A、a为阳极
  • K, k 代表Kathode
  • G, g 为门
  • X, x 表示电路中的通用节点
  • M, m 为最大值
  • 最小值,最小值为最小值
  • (AV) 平均

该标准早于 MOS 晶体管(于 1963 年 8 月获得专利),因此没有 Source 和 Drain 的字母。此后,它已被定义 Drain 和 Source 字母的更新标准所取代,但我没有该标准可用。

该标准的进一步细微差别定义了有关如何编写符号的进一步规则,这使阅读变得引人入胜。令人惊讶的是,这一切如何成为常识,即使没有规范性参考,现在也被悄悄地接受和理解。

 

第 1.3 段定义了如何编写下标,尤其是当有多个下标时。请阅读标准的文字:

IEEE 标准 255-1963

因此,例如 V bE表示半导体器件基极电压的交流分量(小写 b)的 RMS 值(大写 V)相对于半导体器件发射极电压的直流值(大写 E )。

在所述半导体的发射极直接接地的情况下,这当然被理解为已知的参考,那么基极处的AC RMS电压为V b基极的 DC 或 RMS 电压为 V B,基极的瞬时电压为 v b

 

现在获得额外的功劳:为什么用 V CC而不是 V C或 V DD而不是 V D我曾经认为它是“从收集器到收集器的电压”的口语,但显然它也在标准中定义也就不足为奇了:

IEEE 标准 255-1963

因此,V CCB是指半导体器件集电极上相对于器件基极的直流电源电压,而 V CC是指集电极上相对于地的直流电源电压。

乍一看,下标的重复似乎会导致歧义,但实际上并非如此。首先,看起来模棱两可的案例非常少见;读取 V CC表示从设备的集电极到同一设备的集电极的电压明显为零,因此没有必要描述它。但是如果设备有两个底座会发生什么?标准给出了答案。从器件的基极 1 到器件的基极 2 的电压写为 V B1-B2并且从设备 1 的基极到设备 2 的基极的电压(注意这里 - 这很有趣)写成 V 1B-2B

 

一个问题仍然存在:CMOS 电路的神秘案例。正如其他答案中已经指出的那样,命名标准似乎不适用于 CMOS 电路。对于这个问题,我只能提供一个源于我在一家半导体公司工作这一事实的见解。(此处应为“哇”。)

事实上,在 CMOS 中,正负轨都连接到 N 和 P 通道源 - 几乎无法想象以任何其他方式进行 - 标准栅极中的阈值电压会变得模棱两可,我什至不想考虑保护结构...所以我只能提供这个:我们已经习惯在 NMOS 电路中看到 V DD(Greetz to @supercat,上轨电阻器确实通常是晶体管 - 对于那些感兴趣的人,请参阅 1983 年的优秀书籍“ MOS LSI 设计介绍》),V SS对于 NMOS 和 CMOS 都是相同的。因此,我们使用除 V DD和 V SS(或 V GND )以外的任何其他术语都是荒谬的) 在我们的数据表中。我们的客户已经习惯了这些术语,他们对 esoterica 不感兴趣,但对让他们的设计运行感兴趣,所以即使尝试引入 V SS POSITIVE或 V SS NEGATIVE之类的概念也是完全荒谬和适得其反的。

所以我不得不说,V CC是双极电路的电源电压,而 V DD是 MOS 电路的电源电压,这只是普遍接受的,这源于历史。类似地,V EE是双极电路的负电源电压(通常是接地),而 V SS是 MOS 电路的负电源电压。

如果有人可以对讨论的最后一点提供规范性参考,我将不胜感激

您已经从其他答案中知道对于双极

C指集电极,
E指发射极。

同样,对于 CMOS

D指漏极,
S指源极。

对于像 TTL 这样的双极逻辑,这是正确的;即使对于推挽输出(“图腾柱”),也只使用 NPN 晶体管,并且VCC确实与收藏家有关。
但是对于 CMOSVDD实际上是用词不当。CMOS 比 TTL 对称得多,而 N-MOSFET 的源极连接到VSS不是这样的VDD连接到排水管。

CMOS反相器

由于对称性,它实际上连接到P-MOSFET的源极。这可能是从 CMOS 的前身 NMOS 继承而来的,其中VDD确实是漏极的一侧(中间有一个电阻器)。

在此处输入图像描述

为什么是 V DD而不仅仅是 V D

电压字母 V AB的约定表示 A 和 B 之间的电位。电压是相对于电路中另一点测量的电位。例如,V BE是基极和发射极之间的电压。地面没有特定的“字母”。因此使用了重复字母的约定,例如 V DD或 V EE来指代相对于地的点。在这种情况下使用单个字母会增加更多的混淆,因为 Vs 可能指的是源“s”的电压(如果有多个串联源等,它可能与 VSS 不同而不是晶体管发射极之间的电压 &地面。

即使电路中没有晶体管,电压也可以用 V AB或 V 12表示,以反映 A 和 B 或点 1 和点 2 之间的电势。显然顺序很重要,因为对于电路 A 和 B 中的两个点, V BA = -V AB

参考书目:“如果重复相同的字母,则表示电源电压:Vcc 是与集电极相关的(正)电源电压,Vee 是与发射极相关的(负)电源电压”。Paul Horowitz 和 Winfield Hill(1989 年)的文本摘要,电子艺术(第二版),剑桥大学出版社,ISBN 978-0-521-37095-0。第 2 章 - 晶体管,第 62 页,简介。