1 应用简报

大多数 CMOS、BiCMOS 和 TTL 器件在其输入的高低电平转换时需要快速边沿。如果边沿过慢，可能会导致过大的电流、振荡，还有可能损坏器件。

缓慢或嘈杂的边沿

在上电或使用按钮或手动开关（具有滤波所需的较大电容器）时，很难避免缓慢边沿。重负载输出还会导致后续器件输入的上升和下降时间超出规格。对于正常（非施密特触发）输入，此器件将在上升沿和下降沿上的同一点开关。对于缓慢上升沿，器件将在阈值处开关。发生开关时，需要来自 Vcc 的电流。

从 VCC 强制输出电流时，VCC 电平可能会下降并导致阈值发生变化。当阈值发生变化时，将再次超过输入，导致器件再次开关。这种模式会继续导致振荡，从而导致电流过大。如果输入中有噪声，也会出现这种模式。噪声可能会多次超过阈值，并导致振荡或多次计时。

Hysteresis

针对这些问题的解决方案是使用施密特触发器件，使缓慢或嘈杂的边缘更快转换，满足后续器件的输入上升和下降规范要求。真正的施密特触发没有上升和下降时间限制。

具有施密特触发操作的器件具有少量迟滞，有助于抑制噪声，但也具有了输入上升和下降时间限制。这些器件通常在数据表中没有 VT 规格，并且在建议的运行条件下为输入指定了上升和下降时间限制。

真正的施密特触发输入调整了开关阈值，器件将在上升沿的较高点 (Vt+) 和下降沿的较低点 (Vt–) 进行开关。这些开关点的差异被称为迟滞 (^Vt)。以下是施密特触发规格的示例：

表 1-1 施密特触发规格示例

参数	V_cc	最小值	最大值	单位
V_T+（正向输入阈值电压）	1.65V	0.76	1.13	V
	2.3V	1.08	1.56
	3V	1.48	1.92
	4.5V	2.19	2.74
	5.5V	2.65	3.33
V_T–（负向输入阈值电压）	1.65V	0.35	0.59	V
	2.3V	0.56	0.88
	3V	0.89	1.2
	4.5V	1.51	1.97
	4.5V	1.88	2.4
ΔV_T 迟滞 (V_T+ – V_T–)	1.65V	0.36	0.64	V
	2.3V	0.45	0.78
	3V	0.51	0.83
	4.5V	0.58	0.93
	5.5V	0.69	1.04

请务必记住 (Vt+ max) = Vih，(VT– min) = Vil。在规格中，有多个限制与施密特触发输入相关。由于各种原因，所有这些限制都很重要。在输入上升沿，器件将在 (Vt+ min) 和 (Vt+ max) 之间开关。在下降沿，器件将在 (Vt– max) 和 (Vt– min) 之间开关。器件不会在 (Vt– max) 和 (Vt+ min)之间开关。这对于噪声抑制很重要。

迟滞是器件在上升沿和下降沿开关区域之间的差值。迟滞至少为 min 值，不超过 max (^Vt) 规格。

图 1-1 .

在上图中，输入电平 Vih 和 Vil 必须大于 (VT+ max) 且小于 (VT– min)，以便确保器件正常开关。上图中的开关点是分开的，可提供更清晰的视觉效果。实际上 (VT+ min) 和 (VT– max) 可能会重叠。

输入电压

一种常见的误解是，将慢速信号切换为施密特触发时，电流消耗将减少。这种误解有一部分是正确的，因为施密特触发可防止会消耗大量电流的振荡；但是，由于输入未在电源轨上的时间，Icc 电流可能仍然更高。这会造成 Icc 增量。Icc 增量即输入不在电源轨上，而上部或下部驱动晶体管处于部分导通状态。下图展示了整个输入电压范围中的 Icc。