串联终端CMOS传输线中的电压和电流波形

串联终端的传输线 是连接CMOS器件的主要方法 ，在下面的讨论中，所有提到的器件都是CMOS器件。CMOS器件实际上导致了ECL技术的灭亡，因为使用ECL，无论采取什么措施，生产线总是会消耗功率并导致大型机器出现严重的散热问题。

图1是典型的5V CMOS驱动器，其50欧姆传输线连接到无源CMOS接收器。

图1.典型的串联终端CMOS传输线

无源接收器意味着它仅对输入端呈现的电压波形做出响应。为了便于说明，CMOS接收器看起来像很小的电容器，被认为是开路的。在这里，线长约12英寸（30厘米）。PCB中的能量每纳秒传播大约六英寸。因此，这条线大约两纳秒长。

图2中显示了图1中传输线的示意图。

图2.传输线的示意图

可以看出， 沿着传输线的长度分布着电容，电阻和电感。如前几篇文章所述，这些元件被称为寄生元件，它们以每单位长度的电感与每单位长度的电容器之比来建立传输线的行为。此外，它们确定线路的阻抗，如公式1所示。

公式1.传输线的阻抗

注意：为串联端接的传输线选择驱动器时，驱动器的输出阻抗必须等于或小于传输线的阻抗。

在公式1中，每单位长度的电感表示为Lo，每单位长度的电容表示为Co。（这两个变量可以使用2D场求解器等工具确定给定的传输线类型）。

T0处的等效电路是电压源，图3是从逻辑0到逻辑1的转换开始时的等效电路。

图3.开关开始时T0处图1电路的等效电路

分压器由驱动器输出阻抗和上部的串联端接以及下部的传输线阻抗组成。正确选择串联终端后，Zout和Zst的组合将与Zo相同。在此示例中，两者均为50欧姆。

图4显示了当驱动器从逻辑0切换到逻辑1时图1中的串联端接传输线的电压和电流波形。

图4.电压和电流波形，串联端接的传输线从0切换到1

从传输线开始的电压波形为V / 2，代表电源电压的一半。因此，出站时，电容充电至V / 2。这由图4下部所示的电流波形表示，并且可以由V对两个串联电阻的简单计算来表示。

注意：欧姆定律描述了通过电阻的电流与通过电阻的电压之间的关系。基本上，法律规定，以安培为单位的电流等于以电阻为单位的电压（以伏特为单位）除以以欧姆为单位的电阻。

当电流到达传输线的远端（开路）时，电压加倍。EM场从传输线的开路端反射回去，并且正在对电容进行充电，直至到达V为止。当EM场回到线路的起点时，电容已充满电，并且电流变为零。如图4的下部所示。

关于图4所示的操作要记住的重要事项包括：

图形底部的电流波形持续两倍于传输线的电气长度。

从电源子系统汲取的最大电流由传输线的Zo和电源电压设置。

传输线输入处的电流波形和电压波形的乘积就是必须由电源子系统提供的电源。

波形的频率内容不是由时钟频率设置的。
编辑：hfy