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1、2.6 CMOS逻辑门电路逻辑门电路 2.6.1 CMOS反相器反相器 2.6.2 CMOS门电路门电路 2.6.3 BiCMOS门电路门电路 2.6.4 CMOS传输门传输门 2.6.5 CMOS逻辑门电路的技术参数逻辑门电路的技术参数 2.6.0 复习复习MOS管的有关知识管的有关知识2.6.0 复习复习MOS管的有关知识管的有关知识 大规模集成芯片集成度高，所以要求体积小，而大规模集成芯片集成度高，所以要求体积小，而TTL系列不能够做得很小，但系列不能够做得很小，但MOS管的构造和制造工管的构造和制造工艺对高密度制造较之艺对高密度制造较之TTL相对容易，下面我们引见相对容易，下面我们引见
2、MOS器件。器件。 与双极性电路比较，与双极性电路比较，MOS管的优点是功管的优点是功耗低，可达耗低，可达0.01mw，缺陷是开关速度稍低。，缺陷是开关速度稍低。在大规模的集成电路中，主要采用的在大规模的集成电路中，主要采用的CMOS电路。电路。2.6.0 复习复习MOS管的有关知识管的有关知识1. N沟道沟道MOS管的构造管的构造P型衬底型衬底沟道区域沟道区域绝缘层绝缘层金属铝金属铝VGS=0时，那么时，那么D、S之之间相当于两个间相当于两个PN结背向结背向的串联，的串联， D、S之间不通，之间不通，iD0。2.6.0 复习复习MOS管的有关知识管的有关知识2. 任务原理任务原理反型层反型层
3、导电沟道导电沟道 当G、S间加上正电压，且VGSVT时，栅极与衬底之间构成电场，吸引衬底中的电子到栅极下面的衬底外表，构成一个N型的反型层构成D、S之间的导电沟道。VT被称为被称为MOS管的管的开启电压。开启电压。由于由于VGS 0时，无导电沟道，在加强时，无导电沟道，在加强VGS 电压后构成导电电压后构成导电沟道，所以称这类沟道，所以称这类MOS管为加强型管为加强型MOS管。管。P型衬底型衬底2.6.0 复习复习MOS管的有关知识管的有关知识2. 任务原理任务原理反型层反型层导电沟道导电沟道P型衬底型衬底 N沟道加强型沟道加强型MOS管具管具有以下特点：有以下特点：当当VGSVT 时，管子时
4、，管子导通，导通电阻很小，导通，导通电阻很小，相当于开封锁合相当于开封锁合 。当当VGSVT 时，管子时，管子截止，相当于开关断截止，相当于开关断开；开； 同样，对同样，对P沟道加强型沟道加强型MOS管来说：管来说：当当|VGS| |VT|时，管子导通，导通电阻很小，相当于开封锁合。时，管子导通，导通电阻很小，相当于开封锁合。2.6.1 CMOS反相器反相器1. CMOS反相器的任务原理反相器的任务原理2. CMOS反相器的特点反相器的特点3. CMOS反相器的传输特性反相器的传输特性4. CMOS反相器的任务速度反相器的任务速度1. CMOS反相器的任务原理反相器的任务原理 VDD TP T
5、N vO vI VDD TP TN vO vI 当当vI = 0 V时时 VDD 1. CMOS反相器的任务原理反相器的任务原理VGSN =0 VTNTN管截止；管截止；|VGSP|=VDDVTP 电电路路中中电电流流近近似似为为零零忽忽略略TN的的截截止止漏漏电电流流,VDD主主要要降降落落在在TN上，输出为高电平上，输出为高电平VOHTP管导通。管导通。VDDVDDVDD TP TN vO vI 当当vI =VOH= VDD时时 1. CMOS反相器的任务原理反相器的任务原理VGSN =VDD VTNTN管导通；管导通；|VGSP|= 0 107，导通通电阻阻+3V3V+3V一管一管导通程度愈深，另一管通程度愈深，另一管导通通愈浅，愈浅，导通通电阻近似阻近似为一常数。一常数。3. CMOS逻辑门电路的技术参数逻辑门电路的技术参数系列系列参数参数根本的根本的CMOS(4000/4000B系列系列)高速高速CMOS(74HC系列系列)与与TTL兼容的兼容的高速高速MOS (74HCT系列系列)与与TTL兼容的兼容的高速高速BiCMOS (74BCT)系列系列tpd/ns(CL=15pF)7510132.9PD/mw0.0021.551.0020.00037.5DP/pJ0.1515.513.0260.0008722CMOS门电路的性能比较门电路的性能比较
