MOS集成逻辑门电路

接线图 2023年07月21日 22:52 226 admin

(1)NMOS反相器

设电源电压VDD = 10V，开启电压VT1 = VT2 = 2V

1、A输入高电平VIH = 8V
　 T1、T2均导通，输出为低电平VOL ≈0.3V

2、A输入低电平V IL = 0.3V时，
　 T1截止T2导通，电路输出高电平VOH = VDD - VT2 = 8V。
　故电路执行逻辑非功能

MOS集成逻辑门电路第1张

（2）NMOS门电路

工作原理

1、当两个输入端A和B均为高电平时
　T1和T2都导通，输出低电平

MOS集成逻辑门电路第2张

2、当输出端有一个为低电平时，
　与低电平相连的驱动管就截止，输出高电平

MOS集成逻辑门电路第3张
电路 “与非”逻辑功能： MOS集成逻辑门电路第4张

注： 增加扇入，只增加串联驱动管的个数，但扇入不宜过多，一般不超过 3

（3）CMOS门电路

CMOS反相器

工作原理

1、输入为低电平VIL = 0V时
　VGS1＜VT1 —T1管截止；
　|VGS2| ＞VT2 —T2导通；
　电路中电流近似为零（忽略T1的截止漏电流）,VDD主要降落在T1上，输出为高电平VOH≈VDD

2、输入为高电平VIH = VDD时，T1通T2止，VDD主要降在T2上，输出为低电平VOL≈0V

　实现逻辑“非”功能 MOS集成逻辑门电路第5张

MOS集成逻辑门电路第6张

CMOS传输门（TG门）

工作原理

当C = VDD， C= 0V时，
VI由0～（VDD-VT）范围变化时TN导通
VI在VT～VDD范围变化时TP导通
即VI在0～VDD范围变化时，TN、TP中至少有一只管子导通，使VO=VI，这相当于开关接通，这种状态称为传输门传输信息

MOS集成逻辑门电路第7张

1、当C 为低电平时， TN、TP截止传输门相当于开关断开，传输门保存信息
2、当C为高电平时， TN、TP中至少有一只管子导通，使VO=VI，这相当于开关接通，传输门传输信息

由此可见传输门相当于一个理想的开关，且是一个双向开关

CMOS门电路

1、与非门
二输入“与非”门电路结构如图

MOS集成逻辑门电路第8张

当A和B为高电平时: 输出低电平
当A和B有一个或一个以上为低电平时: 电路输出高电平

所以电路实现“与非”逻辑功能 MOS集成逻辑门电路第9张

2、“异或”门

输入端A和B相同
当A = B = 0时
TG断开，则C=B=1，F=C=0。

当A = B = 1时，
TG接通，C = B = 1，反相器2的两只MOS管都截止，输出F=0。

得：输入端A和B相同，输出 F=0

输入端A和B不同
当A = 1，B = 0时，输出F=1
当A = 0，B = 1时，输出F=1
得：输入端A和B不同，输出 F=1

MOS集成逻辑门电路第10张

由此可知：该电路实现的是“异或”的逻辑功能 MOS集成逻辑门电路第11张

(4) CMOS电路的特点

1、功耗小：CMOS门工作时，总是一管导通另一管截止，因而几乎不由电源吸取电流其功耗极小
2、CMOS集成电路功耗低内部发热量小，集成度可大大提高
3、抗幅射能力强，MOS管是多数载流子工作，射线辐射对多数载流子浓度影响不大
4、电压范围宽：CMOS门电路输出高电平VOH ≈ VDD，低电平VOL ≈ 0V。
5、输出驱动电流比较大：扇出能力较大，一般可以大于50
6、在使用和存放时应注意静电屏蔽，焊接时电烙铁应接地良好

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