數(shù)字電路ppt課件(2)(編輯修改稿)
2025-05-26 02:48 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1導(dǎo)通。 倒相器工作過(guò)程中，兩管輪流導(dǎo)通，導(dǎo)通電阻小，截止電阻大，所以靜態(tài)電流只有 n A 級(jí)。 低功耗是 CMOS倒相器的重要特點(diǎn)。 TP TN VDD VI VO （ 1） 當(dāng) Vi＜ 2V， TN截止 ， TP導(dǎo)通 ， Vo≈ VDD=10V。 2． 電壓傳輸特性： CMOS門(mén)電路的閾值電壓 Vth=VDD/2 （ 設(shè) : VDD=10V， VTN=|VTP|=2V） P2VT2OHPP(V )和在可變電阻區(qū)TTN0NNP截止TT(V )iT在可變電阻區(qū)N6106TT在飽和區(qū)在飽和區(qū)8均在飽和區(qū)截止84Vo4100LVV（ 2） 當(dāng) 2V＜ Vi＜ 5V， TN工作在飽和區(qū) ， TP工作 在可變電阻區(qū) 。 （ 3） 當(dāng) Vi=5V， 兩管都工作在飽和區(qū) ， Vo=（ VDD/2） =5V。 （ 4） 當(dāng) 5V＜ Vi＜ 8V， TP工作在飽和區(qū) ， TN工作在可變電阻區(qū) 。 （ 5） 當(dāng) Vi＞ 8V， TP截止 ， TN導(dǎo)通 ， Vo=0V。 TP TN VDD VI VO 電流傳輸特性： i o = f ( v I ) VI = 189。 VDD TP、 TN 都飽和導(dǎo)通，這一瞬間有大電流通過(guò)，在其它區(qū)域總有一個(gè)導(dǎo)通，另一個(gè)截止。所以 i D 電流較小。 DiiVthNV DDVthPDD VV ?1 2 3 4 50 thV⑴ 、靜態(tài)功耗極低，僅幾十納瓦 CMOS倒相器工作在 1和 5工作區(qū) ， 總有一個(gè) MOS管處于截止?fàn)顟B(tài) ，有極小漏電流流過(guò) 。 只有在急劇翻轉(zhuǎn)的第 3區(qū)才有較大的電流 ， 因此動(dòng)態(tài)功耗會(huì)增大 。 CMOS倒相器在低頻工作時(shí)，功耗極小，低功耗時(shí) CMOS的最大優(yōu)點(diǎn)。 ⑵ 、抗干擾能力較強(qiáng) 由于閾值電平近似等于 189。 VDD，輸入高、低電平的噪聲容限隨電源的升高而提高。所以抗干擾能力增強(qiáng)。 DiiVthNV DDVthPDD VV ?1 2 3 4 50 thVOViVthNV DDV21 DDVthPDD VV ?DDV1 2 3 4 50⑶ 、電源利用率高 VOH = VDD , 同時(shí) V t h 隨 VDD 變化而變化。允許 VDD的變化范圍為＋ 3V~＋ 18V。 ⑷ 、輸入阻抗高，帶負(fù)載能力強(qiáng) 扇出系數(shù) NO = 50 ,下一級(jí)是絕緣柵幾乎不取電流，所以可帶 50個(gè)同類(lèi)門(mén)電路。 CMOS門(mén)的輸出端在靜態(tài)時(shí)，一個(gè)導(dǎo)通，另一個(gè)截止。動(dòng)態(tài)時(shí)，兩管均導(dǎo)通，所以輸出端不可以并聯(lián)。 輸入特性和輸出特性 ⑴ 、輸入特性 CMOS電路的柵極和襯底之間是絕緣柵，其直流電阻高達(dá) 1012Ω,只要有少量電量便可感生出足可以擊穿氧化層，造成永久損壞。因此，在 CMOS輸入端都加有保護(hù)電路。 IiiVDDV0V1? D D2是保護(hù)二極管，正向壓降 1V，反向擊穿電壓 30V。 D1是 P型擴(kuò)散區(qū)和 N型襯底間自然形成的分布二極管結(jié)構(gòu)，用一條虛線和兩個(gè)二極管表示。 C C2是 TP、 TN管柵極等效電容。 R是限流電阻，阻值 1~3KΩ。 加保護(hù)電路的輸入特性 : ☆ 當(dāng)輸入 0 VI ≦ V DD ：輸入電流 i I = 0,在正常工作范圍內(nèi)，保護(hù)二極管不起作用。 ☆ 當(dāng)輸入 VIVDD+VD時(shí)： 保護(hù)二極管 D1導(dǎo)通，輸入電流 i I 迅速增加，同時(shí)將 TP、 TN管柵極電壓鉗位于VDD+VD。保證加在 C2上的電壓，不超過(guò)其耐壓極限。 ☆ 當(dāng)輸入 VI－ VD時(shí)：保護(hù)二極管 D2導(dǎo)通， |i I| 隨 |VI|增加而增大。其變化斜率由 R決定。 TP TN VDD VI VO C1 C2 D2 D1 D1 R TP TN VDD VI=0V V0=VOH RL ⑵ 、輸出特性 低電平輸出特性是 灌流負(fù)載 。 高電平輸出特性是 拉流負(fù)載
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