【文章內(nèi)容簡介】
SN+ N+P SiSGDV d sV g =V tId sV g sVtId s(2)N溝耗盡: D GSN+ N+P SiSGDV d sV g =VtId sV g sVtId sV g =0( 3) P溝增強 : D GSP+ P+N SiSGDVd s ()Vg =VtId s ( )Vg s () VtId s ( )( 4) P溝耗盡 : D GSP+ P+N SiSGDVd s ()Vg =VtId s ( )Vg s () VtId s ( )Vg =0第二部分 MOS反相器 反相器是 MOS數(shù)字集成電路中最基本的單元電路。由于 CMOS技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為大規(guī)模集成電路( VLSI)的主流技術(shù),因此本章以 CMOS為主,在這之前先介紹 NMOS和其他類型的反相器。 MOS反相器簡介: MOS反相器可分為:靜態(tài)反相器、動態(tài)反相器。 其結(jié)構(gòu)如右圖: 驅(qū)動管通常為增強型 NMOS,即 ENMOS。 負載元件可以是: 電阻( E/R反相器),增強型 MOS( E/E反相器),耗盡型 MOS( E/D反相器), P溝 MOS( CMOS)。 有比反相器: P113 無比反相器: P113 負載 驅(qū)動管 MOS靜態(tài)反相器的 一般結(jié)構(gòu) NMOS反相器 NMOS反相器簡介: NMOS反相器 V ddV0V ssViMlMe飽和增強型負載 NMOS反相器 = 教材中的增強型 NMOS管 M1 M1 M2 M1工作狀態(tài) ? 222 ()D D D T ou tI K V V V? ? ?ou t DD TV V V?? 2 0DI ?飽和增強型負載 NMOS反相器 Vi為低電平時,根據(jù) M1 M2 可知,當(dāng) 時 , 其輸出高壓比電源 VDD少了一個閾值電壓 : 這就叫閾值損失。 由 ID1=ID2的條件可以得到輸出低電平: 22 ( )OHOLr O H TVVK V V? ?OH DD TV V V?? NMOS反相器 21[ ( ) ]2D n o x G S T H D S D SWI C V V V VL?? ? ?為了克服飽和負載反相器輸出高電平有閾值損失的缺點,可以把負載管 M2的柵極接一個更高的電壓 VGG,且 VGGVDD+VT,使負載管 M2由飽和區(qū)變?yōu)榫€性區(qū)。 由線性區(qū)電流方程: 可得當(dāng) Vout=VDD時才使 ID= 0,因此輸出高電平可 達到 VDD 由于要增加一個電壓源 VGG,給使用帶來不便 22[ ( ) ( ) ]D G T S G T DI K V V V V V V? ? ? ? ? ?或 NMOS反相器(VTD0) 222 [ ( ) ] 0D D TD ou t TD D DI K V V V V? ? ? ? ?輸出高電平時, M1截止, M2工作在線性區(qū),得到 所以有 OH DDVV?輸出低電平時, M1工作在線性區(qū), M2工作在飽和區(qū) 2 2 2[ ( ) ( ) ]E in TE in TE ou t D TDK V V V V V K V? ? ? ? ?當(dāng) in DDVV? 時,得到輸出低電平 22 ( )TDOL r D D T EVV K V V? ?/r E DK K K?( VGVTVS) VGS