【正文】 通 導(dǎo)通 截止 截止 0 驅(qū)動(dòng)管均導(dǎo)通， 負(fù)載管均截止， 輸出為低電平。 ◆ 當(dāng)輸入均為 高電平時(shí)： 低電平輸入端相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)管截止，負(fù)載管導(dǎo)通， 輸出為高電平。 ◆ 當(dāng)輸入中有 低電平時(shí)： 0 截止 導(dǎo)通 1 因此 Y = AB 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 2. CMOS 或非門 A B VDD VPB VPA VNA VNB Y 或非門結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 驅(qū)動(dòng)管相并聯(lián) ， 負(fù)載管相串聯(lián) 。 圖 CMOS或非 門 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 3. 帶緩沖器的 CMOS 門 由于結(jié)構(gòu)不對(duì)稱上述門電路的 輸出特性不對(duì)稱 ；電路的 電壓傳輸特性發(fā)生偏移 ，閾值電壓不再是 ，導(dǎo)致噪聲容限下降。當(dāng)輸入端數(shù)目增加時(shí)，電路結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的程度會(huì)更大。 實(shí)際使用的門電路均采用帶緩沖級(jí)的結(jié)構(gòu)，即在基本門電路的每個(gè)輸入、輸出端各加一級(jí)反相器。 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 圖 帶緩沖級(jí)的 CMOS與非門 輸入、輸出特性即為反相器的特性 ，這不僅改善了電路的電氣特性，也給使用者帶來(lái)了方便。 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 二、 CMOS 傳輸 門和雙向模擬開關(guān) COMS傳輸門與前面所講的推拉式輸出的門電路、 OC門、三態(tài)門的區(qū)別： 推拉式輸出的門電路、 OC門、三態(tài)門只能用來(lái)傳輸 0、 1 信號(hào)，而傳輸門可以傳輸 0~VDD之間的任何信號(hào)。 注意 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) C、 C 為互補(bǔ)控制信號(hào) 由一對(duì)參數(shù)對(duì)稱一致的增強(qiáng)型 NMOS 管和 PMOS 管并聯(lián)構(gòu)成。 PMOS C uI/uO VDD CMOS傳輸 門電路結(jié)構(gòu) uO/uI VP C NMOS VN 工作原理 MOS 管的漏極和源極結(jié)構(gòu)對(duì)稱，可互換使用，因此 CMOS 傳輸門的輸出端和輸入端也可互換。 當(dāng) C = 0V， uI = 0 ~ VDD 時(shí)， VN、 VP 均截止，輸出與輸入之間呈現(xiàn)高 電阻，相當(dāng)于開關(guān)斷開。 uI 不能傳輸?shù)捷敵龆?，稱傳輸門關(guān)閉。 當(dāng) C = VDD， uI = 0 ~ VDD 時(shí)， VN、 VP 中至少有一管導(dǎo)通，輸出與輸入 之間呈現(xiàn)低電阻，相當(dāng)于開關(guān)閉合。 uO = uI，稱傳輸門開通。 C = 1， C = 0 時(shí)，傳輸門開通， uO = uI； C = 0， C = 1 時(shí)，傳輸門關(guān)閉，信號(hào)不能傳輸。 CMOS 傳輸 門 結(jié)構(gòu) 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) PMOS C uI/uO VDD CMOS傳輸 門電路結(jié)構(gòu) uO/uI VP C NMOS VN 傳輸門是一個(gè)理想的 雙向開關(guān)， 可傳輸模擬信號(hào) ，也可傳輸 數(shù)字信號(hào) 。 TG uI/uO uO/uI C C 傳輸門邏輯符號(hào) TG 即 Transmission Gate 的縮寫 CMOS 傳輸門 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 雙向模擬開關(guān) 圖 CMOS雙向模擬開關(guān)的電路結(jié)構(gòu)和符號(hào) 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) Y A B vO vI VDD1 漏極開路的 CMOS與非 門電路 三、漏極開路的 CMOS 門 簡(jiǎn)稱 OD 門 與 OC 門相似，常用作驅(qū)動(dòng)器、電平轉(zhuǎn)換器和實(shí)現(xiàn)線與等。 Y = AB 構(gòu)成與門 構(gòu)成輸出端開路的非門 需外接上拉電阻 RD 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 圖 CMOS三態(tài)門電路結(jié)構(gòu)之一 返回 四、三態(tài)輸出的 CMOS門電路 (1)反相器上增加一對(duì) P溝道和 N溝道的 MOS管組成。 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 圖 CMOS三態(tài)門電路結(jié)構(gòu)之二 （ a） 用 或非 門控制 （ b） 用 與非 門控制 返回 (2)在反相器的基礎(chǔ)上增加一個(gè)控制管和一個(gè)與非門或者或非門而形成。 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 圖 CMOS三態(tài)門電路結(jié)構(gòu)之三 返回 (3)在反相器的輸出端串進(jìn)一個(gè) CMOS模擬開關(guān)，作為輸出狀態(tài)的控制開關(guān)。 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 、 CMOS 數(shù)字集成電路應(yīng)用要點(diǎn) 一、 CMOS 數(shù)字集成電路系列 CMOS4000 系列 功耗極低、抗干擾能力強(qiáng)； 電源電壓范圍寬 VDD = 3 ~ 15 V； 工作頻率低， fmax = 5 MHz； 驅(qū)動(dòng)能力差 。 高速 CMOS 系列 (又稱 HCMOS 系列 ) 功耗極低、抗干擾能力強(qiáng)；電源電壓范圍 VDD = 2 ~ 6 V； 工作頻率高， fmax = 50 MHz； 驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)。 提高速度措施：減小 MOS 管的極間電容。 由于 CMOS電路 UTH ? VDD / 2，噪聲容限UNL ? UNH ? VDD / 3，因此抗 干擾能力很強(qiáng)。電源電壓越高，抗干擾能力越強(qiáng)。 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 1. 注意不同系列 CMOS 電路允許的電源電壓范圍不同， 一般多用 + 5 V。電源電壓越高，抗干擾能力也越強(qiáng)。 二、 CMOS 集成邏輯門使用要點(diǎn) 2. 閑置輸入端的處理 不允許懸空。 可與使用輸入端并聯(lián)使用。但這樣會(huì)增大輸入電容， 使速度下降，因此工作頻率高時(shí)不宜這樣用。 與門和與非門的閑置輸入端可接正電源或高電平； 或門和或非門的閑置輸入端可接地或低電平。 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 三、 CMOS 門 電路的主要特點(diǎn) 注意： CMOS 電路的扇出系數(shù)大是由于其負(fù)載門的輸入阻抗很高，所需驅(qū)動(dòng)功率極小， 并非 CMOS 電路的驅(qū)動(dòng)能力比 TTL 強(qiáng)。 實(shí)際上 CMOS4000 系列驅(qū)動(dòng)能力遠(yuǎn)小于 TTL， HCMOS 驅(qū)動(dòng)能力與 TTL 相近。 功耗極低 抗干擾能力強(qiáng) 電源電壓范圍寬 輸出信號(hào)擺幅大 (UOH ? VDD， UOL ? 0 V) 輸入阻抗高 扇出系數(shù)大 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 集成邏輯門電路的選用 根據(jù)電路工作要求和市場(chǎng)因素等綜合決定 若對(duì)功耗和抗干擾能力要求一般，可選用 TTL 電路。 目前多用 74LS 系列，它的功耗較小，工作頻率一般可用至 20 MHz；如工作頻率較高，可選用 CT74ALS 系列，其工作頻率一般可至 50 MHz。 若要求功耗低、抗干擾能力強(qiáng)，則應(yīng)選用 CMOS 電路。 其中 CMOS4000 系列一般用于工作頻率 1 MHz 以下、驅(qū)動(dòng)能力要求不高的場(chǎng)合； HCMOS 常用于工作頻率 20 MHz 以下、要求較強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力的場(chǎng)合。 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 解： 集成邏輯門電路應(yīng)用舉例 [例 ] 試改正下圖電路的錯(cuò)誤 ， 使其正常工作 。 CMOS 門 TTL 門 OD 門 (a) (b) (c) (d) VDD CMOS 門 Ya = AB Yb = A + B TTL 門 OD 門 Yc = A VDD EN Yd= A B EN = 1 時(shí) EN = 0 時(shí) 門amp。 門懸空 ≥ CMOS 門懸空 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 門電路是組成數(shù)字電路的基本單元之一，門電路的 學(xué)習(xí)重點(diǎn)是常用集成門的邏輯功能、外特性和應(yīng)用方法。 本章小結(jié) 普遍使用的集成門電路主要有兩大類：一類由 NPN型三極管組成，簡(jiǎn)稱 TTL門電路 ；另一類由 MOSFET構(gòu)成，簡(jiǎn)稱 MOS門電路 。集成門電路除了有實(shí)現(xiàn)各種基本邏輯關(guān)系的產(chǎn)品外，還有輸出開路門（ OC門、 OD門）、三態(tài)門、傳輸門等。 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 與 TTL門電路相比， CMOS門電路具有功耗低，扇出系數(shù)大（指帶同類門負(fù)載），噪聲容限大等優(yōu)點(diǎn)， 已成為數(shù)字集成電路的發(fā)展方向。 為了更好地使用數(shù)字集成芯片，應(yīng)熟悉 TTL和 CMOS各個(gè)系列產(chǎn)品的 外部電氣特性及主要參數(shù)，正確處理多余輸入端和抗干擾問(wèn)題 。