HC-MOS是一種高速或高密度硅柵極CMOS，其靜態功耗低于等效的LSTTL同類產品。即使系統的復雜性增加，該設備的功耗也較小。可以使用易于使用的方程式來計算任何CMOS器件的功耗，本文將對此進行討論。

介紹

如果只有一個特性可以證明CMOS的存在，那就是低功耗。在靜態狀態下，高速CMOS的功耗比等效的LSTTL功能小五至七個數量級。切換時，金屬柵極和高速硅柵極CMOS所消耗的功率與設備的工作頻率成正比。這是因為工作頻率越高，設備切換的頻率就越高。由于每個過渡都需要功率，因此功耗會隨著頻率的增加而增加。首先，我們將描述HC-CMOS和LSTTL應用中功耗的原因。接下來將進行MM54HC / MM74HC與LSTTL功耗的比較。最后，將討論器件封裝所施加的最大功耗額定值。

靜態功耗

理想情況下，當不切換CMOS集成電路時，應該沒有從VCC到地的直流電流路徑，并且該器件完全不應該吸收任何電源電流。但是，由于半導體的固有特性，少量泄漏電流流經集成電路上所有反向偏置的二極管結。這些泄漏是由二極管區域中熱生成的載流子引起的。隨著二極管溫度的升高，這些不需要的電荷載流子的數量也會增加，因此泄漏電流會增加。

將所有CMOS器件的漏電流指定為ICC。當所有輸入均保持在VCC或接地，并且所有輸出均斷開時，這是從VCC流向地面的DC電流。這稱為靜態。

對于MM54HC / MM74HC系列，規定的ICC為25°C，85°C和125°C的環境溫度（TA）。根據設備的復雜程度，每種溫度下都有三種不同的規格。二極管結的數量隨著電路復雜性的增加而增加，從而增加了泄漏電流。表1總結了MM54HC / MM74HC系列的最壞情況ICC規范。此外，應注意的是，當溫度降至25°C以下時，最大ICC電流將降低。

動態功耗

動態功耗基本上是充電和放電電容的結果。它可以分為三個基本組成部分：

負載電容瞬態耗散

內部電容瞬態耗散

切換過程中出現尖峰電流。

負載電容瞬態耗散功耗

的第一貢獻是外部負載電容的充電和放電。圖1是驅動電容性負載的簡單CMOS反相器的示意圖。

內部電容瞬態耗散

內部電容瞬態耗散與負載電容耗散相似，不同之處在于內部寄生“片上”電容正在充電和放電。圖3是與兩個CMOS反相器相關的寄生節點電容的示意圖。

C1和C2是分別與P和N溝道晶體管的柵極區域以及源極和溝道區域的重疊相關的電容。C3是由于柵極和源極（輸出）的重疊引起的，被稱為米勒電容。C4和C5分別是從輸出到VCC和地的寄生二極管的電容。

編輯：hfy