【正文】 PMOS 管的電路符號(hào)、轉(zhuǎn)移特性和輸出特性 D G B D G S | V T P | GS v D i (mA) O DS v D i (mA) O TP GS V v 3 = TP V 5 . 2 TP V 2 TP V 1 4 S D i D i I DP 標(biāo)準(zhǔn)符號(hào) 簡(jiǎn)化符號(hào) end CMOS反相器的工作原理 當(dāng) 時(shí)， ， NMOS管截止， PMOS導(dǎo)通（可變電阻區(qū)）。即 ， ，輸出高電平 0=IvDDG S PG S N Vvv ?== ，0?? 810NR ?? 310PR 當(dāng) 時(shí)， ， NMOS管導(dǎo)通（可變電阻區(qū)）， PMOS截止。即 ， ，輸出低電平 DDI Vv = 0== G S PDDG S N vVv ，?? 310NR ?? 810PR綜上所述，電路實(shí)現(xiàn)邏輯非 AY =DDDDPNNO VVRRRv ??=0??= DDPNNO VRRRvTNTPTNDD VVVV 2=??IGSN vv =DDIG S P Vvv ?=DDPNNO VRRRv?=電源電壓： 由電路，得 end 1．電壓傳輸特性 ab段： ,TNI Vv ? TPG S PTNG S N VvVv ?? ，,TN截止 ,TP導(dǎo)通 , DDO Vv ?de段： |,| TPDDI VVv ?? TPG S PTNG S N VvVv ?? ， ,TN導(dǎo)通 ,TP截止 , 0?Ovbcd段： TPG S PTNG S N VvVv ?? ， ,TN和 TP都導(dǎo)通 , |,| TPDDITN VVvV ?????= DDPNNO VRRRv CMOS反相器的特性 ?????????=???=PDDIG SPNIG SNRVvvRvv)()(?Iv當(dāng) DDI Vv 21= 時(shí)， DDG SPG SN Vvv 21|| ==PN RR = DDO Vv 21=傳輸特性的中點(diǎn) c ，閾值電壓為 VDD/2。 CMOS門的輸入噪聲容限大，近似為： DDNLNH VVV %30?= 在中點(diǎn)，電源到地的等效電阻最小，電源電流最大，這正是產(chǎn)生動(dòng)態(tài)尖峰電流的原因。 轉(zhuǎn)折區(qū)電壓變化率大，可以作為放大器。 2．輸入伏安特性 增加輸入保護(hù)電路，構(gòu)成實(shí)際的 CMOS門電路。 當(dāng) 時(shí)， D1導(dǎo)通，輸入電流等于其導(dǎo)通電流，MOS管柵極電位近似等于 VF+VDD； FDDI VVv ?? 設(shè) VF是二極管的正向?qū)妷海瑒t 當(dāng) 時(shí) ， FDDIF VVvV ????二極管截止，輸入電流近似等于零， MOS管柵極電位等于輸入電壓 當(dāng) 時(shí)， D2導(dǎo)通，輸入電流等于其導(dǎo)通電流， MOS管柵極電位近似等于 VF。 FI Vv ??因此， MOS管柵極電位被限制在 [VF， VDD+VF] 3．輸出特性 （ 1）低電平輸出特性 DSOL vV = DL ii = 當(dāng)電源電壓改變時(shí)， TN的柵源電壓變化，所以，繪出了多只曲線。 輸入高電平（ vI= VDD）時(shí)，輸出為低電平。 此時(shí)， TP截止， TN導(dǎo)通。 低電平輸出特性是 TN的輸出特性 旋轉(zhuǎn) （ 2）高電平輸出特性 輸入低電平（即 vI= 0V）時(shí)，輸出為高電平。此時(shí)， TP導(dǎo)通， TN截止。 DDDSOH VvV ?= DL ii =高電平輸出特性是 TP 的輸出特性 當(dāng)電源電壓改變時(shí)，輸出高電平向上平移，所以，繪出了多只曲線。 CMOS門的其他特性與 TTL門類似（只是參數(shù)不同），不再贅述。 旋轉(zhuǎn) vDS取 ，平移 end CMOS與非門 /或非門 CMOS邏輯同樣可以實(shí)現(xiàn)各種邏輯功能的門 (與門、或門、與非門、或非門、與或非門、異或門、同或門、漏極開路門等 ) 當(dāng) A=B=1時(shí)， TN1和 TN2導(dǎo)通，TP1和 TP2截止，輸出低電平， Y=0。 當(dāng)輸入有一個(gè)為低電平時(shí)， 柵極接低電平的 NMOS管截止、 PMOS管導(dǎo)通，輸出高電平， Y=1。 ABY =1． CMOS與非門 2. CMOS或非門 當(dāng)輸入全為低電平 ，即（ A=B=0）時(shí)， TN1和 TN2截止，TP1和 TP2導(dǎo)通，輸出高電平， Y=1。 當(dāng)輸入有高電平時(shí)， 柵極接高電平的 NMOS管導(dǎo)通、 PMOS管截止，輸出低電平， Y=0。 BAY ?=3. 帶緩沖級(jí)的 CMOS與非門 在與非門中，由于 PMOS管并聯(lián)， NMOS管串聯(lián)，致使輸出電阻在高低電平時(shí)輸出電阻不同，并且抬高了低電平電位。 為了克服這些缺點(diǎn)，在每個(gè)輸入端、輸出端各增設(shè)一級(jí)反相器組成帶緩沖級(jí)的 CMOS與非門 。 ABBAXY =?==Y V DD =5V B A 輸入緩沖級(jí) 輸出緩沖級(jí) 或非門 A Y ≥ 1 1 1 1 B X Y V DD =5V A T P 1 T N1 T N2 T P 2 B end CMOS 傳輸門 /三態(tài)門 /異或門 1. CMOS 傳輸門 門電路只能將數(shù)字信號(hào)從輸入端傳遞到輸出端，而傳輸門則可進(jìn)行 雙向傳遞 。 當(dāng)控制信號(hào) C=0時(shí)， 。NMOS和 PMOS管均截止，輸入端與輸出端斷開。 1=C當(dāng) C=1時(shí)， ，NMOS和 PMOS管總有一個(gè)導(dǎo)通，可以傳遞雙向電流，等效為開關(guān)閉合。 0=CTG I O v v / V DD =5V T N C O I v v / V SS = 5 V or 0V C T P 在數(shù)字電路中，通常 VSS=0 (不用負(fù)電源 )。傳輸門和門電路組合可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯電路，例如，觸發(fā)器、數(shù)據(jù)選擇器等。 1. CMOS 傳輸門 當(dāng) C=1時(shí)， ，NMOS和 PMOS管總有一個(gè)導(dǎo)通，可以傳遞雙向電流，等效為開關(guān)閉合。 0=C具體導(dǎo)通情況是： 傳輸門的導(dǎo)通電阻小于 1kΩ。 DDITPSS VvVV ??? || ，則 PMOS管導(dǎo)通； 如果 TNDDISS VVvV ??? ，則 NMOS管導(dǎo)通； 如果 TNDDITPSS VVvVV ???? ||，則兩管同時(shí)導(dǎo)通。 如果 TG I O v v / V DD =5V T N C O I v v / V SS = 5 V or 0V C T P ITGITGLLO vKvRRRv =?= 當(dāng) C=1時(shí)，傳輸門導(dǎo)通。 設(shè) RTG是傳輸門的導(dǎo)通電阻 (CC4066: RTG240Ω)，則 輸出電壓為： 在模擬電路中，反相器和傳輸門組合成 模擬開關(guān) 。 KTG定義為電壓傳輸系數(shù)。 當(dāng) EN=0時(shí)，傳輸門導(dǎo)通， AY = 當(dāng) EN=1時(shí)，傳輸門截止，輸出為 高阻態(tài) 。 V DD =5V Y A TG EN 1 2. CMOS三態(tài)門 3. CMOS異或門 當(dāng) B=0時(shí)， 傳輸門 TG導(dǎo)通， TP2和 TN1截止， AY = 當(dāng) B=1時(shí) ， TG截止， TP2導(dǎo)通，將 TP1的源極接電源 VDD，而TN1的源極等效接地，使 TP1和 TN1組成反相器 AY = BABABAY ?=?=因此， TG 1 1 V DD =5V A B Y T N 1 T P1 T P2 1 end