《计算机逻辑基础与系统设计课件2013版 CMOS》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机逻辑基础与系统设计课件2013版 CMOS（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2 1 3 MOS管的开关特性 G S D RD VCC MOS管的三个工作区 截止区 非饱和区 饱和区 MOS管作开关使用时 通常工作在截止区和非饱和区 数字集成电路中常用的MOS管为P沟道增强型和N沟道增 强型 NMOS 管开关 电路 1 漏极特性 反映漏极电流和漏源电压之间关系的曲线 1 导通条件及导通时的特点 以NMOS为例 导通条件 VGS VTN VTN为NMOS管的开启电压 导通时的特点 在开关电路中 MOS管导通时一般工作 在非饱和区 这时要求VGS VTN VDS 导通电阻RDS为几 百欧姆 2 截止条件及截止时的特点 截止条件 VGS VTN 截止时的特点 漏 源之间没有形
2、成导电沟道 呈高阻状 态 阻值一般为109 1010 MOS管截止 NMOS管开关近 似直流等效电路 VDD RD RDS D G S 几百 导通状态 VDD RD D G S 截止状态 3 开关时间 MOS管本身的开关时间很小 组成开关电路时 由于管 子间的寄生电容和布线电容的存在 加上MOS管的输入 输出阻抗较大 使输入 输出电路的充放电时间常数增加 影响了开关时间 2 5 CMOS门电路 MOS门电路具有制造工艺简单 集成度高 功耗低 体积小 成品率高等优点 特别适用于中 大规模集成电路的制造 在目前数字 集成电路产品中占据了相当大的比例 2 5 1 CMOS反相器的电路结构 CMOS反
3、相器电路图 总总是工作在一个导导通而另一个截止的状态态 静态功耗极小 图中驱动管T2为NMOS管 负载管 T1为PMOS管 为保证电路正常工 作 电源电压VDD大于两管的开启 电压的绝对值之和 1 当VI 0时 T2管截止 T1管导通 F 1 2 当VI 1 VDD 时 T2管导通 T1管截止 F 0 工作原理 2 5 2 CMOS反相器的电压传输特性和电流传输特性 CMOS反相器的电压传输特性 CMOS反相器的电流传输特性 2 5 3 CMOS反相器的静态输入特性和输出特性 1 输入特性 CMOS反相器的输入特性 2 5 5 其它类型的CMOS门电路 1 其他逻辑功能的CMOS门电路 CMO
4、S与非门 CMOS或非门 2 漏极开路的CMOS门电路 OD门 用做输出缓冲 驱动器 或者用于 输出电平的变换 可实现线与逻辑 漏极开路输出的与非门 3 CMOS传输门 TG门 功能是 在控制信号的作用下 实现输入和 输出间的双向传输 CMOS传输门的电路结构和逻辑符号 工作原理 设两管开启电压的绝对值为2V VDD 5V 输入 信号在0 5V内连续变化 1 C 0V C 5V时 传输门截止 T1和T2均截止 2 C 5V C 0V时 传输门导通 T1和T2总有一只导通 关于CMOS传输门 1 由于MOS为对称的 源极和漏极可以互换 输入和输出 端也可互换 即CMOS传输门为双向的 2 传输门
5、和非门结合 可组成模拟开关 CMOS双向模拟开关的电路结构和符号 CMOS三态非门 VDD T2 T1 F A T 1 T 2 EN 1 EN 0 F A EN 1 F对外呈高阻 CMOS三态门可方便地 用于构成总线结构 4 三态输出的CMOS门电路 特点 1 功耗低 2 工作电源电压范围宽 3 抗干扰能力强 4 带负载能力强 5 输出幅度大 使用注意事项 1 多余的输入端不能悬空 2 注意输入电路的过流保护 3 电源电压极性不能反接 防止输出短路 2 5 7 CMOS集成电路的特点和注意事项 2 6 其他类型的MOS数字集成电路 2 6 1 PMOS门电路 PMOS反相器电路 工作速度比较低 使用负电源 2 6 2 NMOS门电路 1 NMOS反相器 a 增强型负载 E E MOS b 耗尽型负载 E D MOS 2 与非门 3 或非门 驱动管是并联的 驱动管是串联的 4 与或非门 T5为负载管 T1 T2 T3和T4 均是驱动管
