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CMOS门电路
接线图
2023年07月21日 23:08 417
admin
CMOS门电路是在MOS电路的基础上发展起来的一种互补对称场效应管集成电路，目前应用较多。
1．CMOS“非”门电路如下图所示（常称为CMOS反相器）
驱动管
采用N沟道增强型（NMOS），负载管
采用P沟道增强型（PMOS），它们一同制作在一块硅片上。两管的栅极相联，由此引出输入端A；漏极也相联，由此引出输出端Y。两者联成互补对称的结构。衬底都与各自的源极相联。
当输入端A为“1”（约为UDD）时，驱动管 T1的栅－源电压大于开启电压，它处于导通状态；而负载管T2的栅－源电压小于开启电压的绝对值，它不能开启，处于截止状态。这时，T2的电阻比T1高的多，电源电压便主要降在T2上，故输出端Y为“0”（约为零伏）。
当输入端A为“0”（约为零伏）时， T1截止，而T2导通。这时，电源电压主要降在T1上，故输出端Y为“1”（约为UDD）。
CMOS“非”门与NMOS相比的：
1)由于两管不是同时导通，而截止管的电阻很高，这就使在任何时候流过电路的电流都很小，仅为管子的漏电流，所以，这种联成互补对称的“非”门电路的功耗是极其微小的，每门静态功耗只有0.01mW。
2)由于输出低电平约为零伏，输出高电平约为UDD，因此，输出幅度加强了，并且还可以取用较低的电源电压（5－15V），这有利于和TTL或其他电路联接。CMOS的主要缺点是制造工艺较复杂和集成度较低。
其逻辑功能：
。
2．CMOS“与非”门电路如下图所示
驱动管和都导通，电阻很低；而负载管
和
为P沟道增强型管，两者并联。负载管整体与驱动管相串联。
当A,B两个输入端全为“1”时，驱动管T1和T2都导通，电阻很低；而负载管T3和T4不能开启，都处于截止状态，电阻很高（并联后电阻让很高）。这时，电源电压主要降在负载管上，故输出端Y为“0”。
当输入端有一个或全为“0”时，则串联的驱动管截止，而相应的负载管导通，因此负载管的总电阻很低，驱动管的总电阻却很高。这时，电源电压主要降在串联的驱动管上，故输出端Y为“1”。
其逻辑功能：
。
3．CMOS“或非”门电路如下图所示
驱动管和
为N沟道增强型，两者并联；而负载管和为P沟道增强型，两者串联。
当A,B两个输入端全为“1”或其中一个为“1”时，输出端Y为“0”。只有当输入端全为“0”时，输出端才为“1”。
其逻辑功能：
4．CMOS传输门电路
CMOS传输门电路如上图（a）所示，
它由NMOS管和PMOS管并联而成。两管的源极相联，作为输入端；两管的漏极相联，作为输出端（输入端和输出端可以对调）。两管的栅极作为控制极，分别加一对互为反量的控制电压C和
进行控制。
设两管的开启电压绝对值均为3V。如在T1管的栅极加＋10V，在T2管的栅极加0V，当输入电压u1在0－10V范围内连续变化时，传输门开通，u1可传输到输出端，即u0＝u1。因为，当u1在0－7V范围内变化时，T1导通；当u1在3－10V范围内变化时，T2导通。可见，当u1在0－10V范围内变化时，至少一个管导通，这相当于开关接通。此时，CMOS传输门可以传输模拟信号，所以也称为模拟开关。如果在T1管的栅极加0V，在T2管的栅极加＋10V，当u1在0－10V范围内变化时，两管都截止，传输门关断，这相当于开关断开，u1不能传输到输出端。 |
可知，CMOS传输门的开通和关断取决于栅极上所加的控制电压。当C为“1”（为“0”）时，传输门开通，反之则关断。上图（b）为传输门的图形符号。
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