IC電源ピン

IC 電源ピンは、電気工学、電子工学、集積回路設計における電圧および電流供給端子を表します。^[a] 集積回路(IC) には、インストールされている回路の電源レールに接続するピンが少なくとも 2 つあります。これらは電源ピンと呼ばれます。ただし、ピンのラベルは IC ファミリとメーカーによって異なります。二重の下付き文字の表記は通常、特定の IC ファミリ (トランジスタ) の端子表記の最初の文字に対応します (例: FET のドレイン端子の場合は V _{DD電源など)。}

最も単純なラベルはV+とV−ですが、内部設計と歴史的伝統により、さまざまな他のラベルが使用されています。 V+ と V− は、オペアンプなどの IC の非反転 (+) 電圧入力と反転 (−) 電圧入力を指す場合もあります。

電源の場合、供給レールの 1 つがグランド(略して「GND」) と呼ばれることがあります。正電圧と負電圧はグランドを基準とします。デジタルエレクトロニクスでは、負電圧はほとんど存在せず、グランドはほぼ常に最低電圧レベルです。アナログエレクトロニクス (オーディオパワーアンプなど) では、グランドは最も正の電圧レベルと最も負の電圧レベルの間の電圧レベルになることがあります。

2点間の差を表す下付き文字の二重下付き表記では、下付き文字に似たプレースホルダーが使用されるが、電源電圧の下付き文字の二重表記は直接関連していない（ただし、影響要因であった可能性はある）。^[3]^[4]

BJTs

バイポーラ接合トランジスタを使用するICには、V _CC（+、正）とV _EE（-、負）の電源ピンがありますが、 V _CCはCMOSデバイスでもよく使用されます。^[2]^{: 71}

回路図や回路解析では、電圧、電流、および一部の部品の命名に関して長年慣習があります。^[5]たとえば、共通エミッタ構成のバイポーラ接合トランジスタの解析では、コレクタ、エミッタ、ベース（グランドを基準）のDC電圧は、それぞれV _C、V _E、V _Bと表記されます。

これらのトランジスタ端子に関連付けられた抵抗器は、R _C、R _E、およびR _Bで示されることがあります。DC電圧を生成するために、これらの抵抗器または存在する場合は他のコンポーネントを越えた最も遠い電圧は、多くの場合、V _CC、V _EE、およびV _BBと呼ばれます。^[1]実際には、V _CCとV _{EE は}、一般的な NPN回路でそれぞれ正と負の電源ラインを指します。^{[要出典]同等の}PNP回路では、 V _{CC は}負になり、V _{EE は}正になることに注意してください。

V _{BB は}ECLロジックの基準バイアス電源電圧を指定します。^[d]

FET

全く同様の規則が、ドレイン、ソース、ゲート端子を持つ電界効果トランジスタにも適用されました。 ^[5]これにより、より一般的な回路構成では、V _DとV _{S は}、 V _DDとV _SSで指定された電源電圧によって生成されました。NPNバイポーラとPNPバイポーラの違いと同様に、V _{DD は}、 nチャネルFETとMOSFETの場合はV _SSに対して正であり、 pチャネルFETとMOSFETに基づく回路の場合は負です。

シーモス

CMOS IC は、正と_負の両方の電源_レールがソース端子に接続されているにもかかわらず (正電源は PMOS ソースに、負電源は NMOS ソースに供給されます)、一般に、正電源には V DD、負電源には V SS という NMOS の規則を採用しています。

多くの単一電源のデジタルおよびアナログ回路では、負電源は「GND」とも呼ばれます。「スプリットレール」電源システムでは、複数の電源電圧があります。このようなシステムの例としては、GND と 1.2 V、1.8 V、2.4 V、3.3 V などの電圧を備えた最新の携帯電話や、GND と -5 V、3.3 V、5 V、12 V などの電圧を備えた PC などがあります。電力に敏感な設計では、多くの場合、特定の電圧で複数の電源レールがあり、アクティブに使用されていないコンポーネントへの電源をオフにすることでエネルギーを節約します。

より高度な回路には、より特殊な機能のための電圧レベルを運ぶピンがあることが多く、これらのピンには一般にその用途の略語がラベル付けされています。たとえば、USBデバイスに供給される電源(公称 5 V)の場合は V _USB 、バッテリーの場合はV _{BAT 、}アナログ - デジタルコンバーターの基準電圧の場合は V _{ref です}。デジタル回路とアナログ回路の両方を組み合わせたシステムでは、多くの場合、デジタルグラウンドとアナロググラウンド (GND と AGND) が区別され、敏感なアナログ回路からデジタルノイズを分離するのに役立ちます。セキュリティの高い暗号化デバイスやその他のセキュアシステムでは、機密性の高い平文の漏洩を防ぐために、暗号化されていないサブシステムと暗号化された (赤/黒) サブシステムに別々の電源が必要になることがあります。

BJTとFETの混合

これらのデバイス固有の電源指定は、まだ比較的一般的に使用されていますが、バイポーラと FET 要素が混在する回路、または NPN と PNP の両方のトランジスタ、またはnチャネルとpチャネルの両方の FET を使用する回路では、関連性が限られています。後者のケースは、 CMOSテクノロジに基づくことが多い最新のチップでは非常に一般的です。Cは補完的 (complementary )を表し、 nチャネルとpチャネルのデバイスの補完ペアが全体的に一般的であることを意味します。

これらの命名規則は、全体像の一部です。バイポーラトランジスタの例を続けると、FET はまったく同じままですが、各端子に出入りするDC 電流またはバイアス電流は、 I _C、I _E、I _Bと表記されます。DC またはバイアス条件とは別に、多くのトランジスタ回路は、端子のバイアスに重ね合わされる小さなオーディオ、ビデオ、または無線周波数信号も処理します。端子でのこれらの信号レベル (必要に応じてピークツーピークまたはRMS)を示すために、小文字と下付き文字が使用されます。したがって、v _c、v _e、v _bだけでなく、i _c、i _e、i _bも使用されます。これらの規則を使用すると、共通エミッタアンプでは、比 v _c / v _{b は} トランジスタでの小信号電圧ゲインを表し、 v _c / i _{b は}小信号トランス抵抗を表します。トランジスタという名前は、この短縮形です。この規則では、v _iとv _{o は}通常、回路またはステージの外部入力電圧と出力電圧を指します。^[5]

同様の規則が、米国外では真空管または熱電子バルブとして知られていた回路にも適用されました。したがって、真空三極管、四極管、五極管回路の解析では、V _P、V _K、V _Gがプレート（米国外ではアノード）、カソード（ CではなくKに注意）、グリッド電圧を指していることがわかります。^[5]

参照

注記

^ 「電圧と電流」について。^[1]^{: 1-5–1-6}
^ 慣例的に使用されている。^[2]^{: 71}^[1]^{: 1-5–1-6}
^ PSU から降圧コンバータなどの電力コンバータに供給される電力を意味します。
^ これは特にTTLエミッタ結合ロジック（ECL）デバイスで使用されます。定義自体はモトローラの軍用ECL（MECL）に関する書籍から引用されています。^[1]^：15–1-6

参考文献

^ abcd 軍用 MECL 集積回路。モトローラ。1991 年。OCLC 27018658 。
^ ab ホロウィッツ、ポール (2015)。電子工学の芸術。ウィンフィールドヒル (第 3 版)。ニューヨーク、ニューヨーク、アメリカ合衆国。ISBN 978-0-521-80926-9. OCLC 904400036.{{cite book}}: CS1 メンテナンス: 場所が見つかりません発行者 (リンク)
^ Micro E、7.集積回路。
^ オペアンプ：いくつかの標準的な構成とアプリケーション、2012 年秋。^{[ permanent dead link ‍ ]}ワシントンアンドリー大学、バージニア州レキシントン。
^ abcd Alley, Charles L.; Atwood, Kenneth W. (1973). Electronic Engineering (第3版). ニューヨークおよびロンドン: John Wiley & Sons, Inc. ISBN 0-471-02450-3。

[2] 「電圧と電流」について。^[1]^{: 1-5–1-6}

[4] 慣例的に使用されている。^[2]^{: 71}^[1]^{: 1-5–1-6}

[5] PSU から降圧コンバータなどの電力コンバータに供給される電力を意味します。

[9] これは特にTTLエミッタ結合ロジック（ECL）デバイスで使用されます。定義自体はモトローラの軍用ECL（MECL）に関する書籍から引用されています。^[1]^：15–1-6

[:1-1] 軍用 MECL 集積回路。モトローラ。1991 年。OCLC 27018658 。

[:0-3] ホロウィッツ、ポール (2015)。電子工学の芸術。ウィンフィールドヒル (第 3 版)。ニューヨーク、ニューヨーク、アメリカ合衆国。ISBN 978-0-521-80926-9. OCLC 904400036.{{cite book}}: CS1 メンテナンス: 場所が見つかりません発行者 (リンク)

[6] Micro E、7.集積回路。

[7] オペアンプ：いくつかの標準的な構成とアプリケーション、2012 年秋。^{[ permanent dead link ‍ ]}ワシントンアンドリー大学、バージニア州レキシントン。

[AlleyAtwood-8] Alley, Charles L.; Atwood, Kenneth W. (1973). Electronic Engineering (第3版). ニューヨークおよびロンドン: John Wiley & Sons, Inc. ISBN 0-471-02450-3。