(精品)CMOS门电路.ppt

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1、2.4.1 CMOS反相器反相器1MOS管的开关特性MOS管有NMOS管和PMOS管两种。当NMOS管和PMOS管成对出现在电路中，且二者在工作中互补，称为CMOS管(意为互补)。MOS管有增强型和耗尽型两种。在数字电路中，多采用增强型。1NMOS管的电路符号及转移特性(a)电路符号（b）转移特性D接正电源截止导通导通电阻相当小（1）NMOS管的开关特性 2PMOS管的电路符号及转移特性(a)电路符号（b）转移特性D接负电源（2）PMOS管的开关特性 导通导通电阻相当小截止3CMOS反相器PMOS管负载管NMOS管驱动管开启电压|UTP|=UTN，且小于VDD。2CMOS反相器的工作原理 （1

2、）基本电路结构4 （2）工作原理CMOS反相器UIL=0V截止导通UOHVDD当uI=UIL=0V时，VTN截止，VTP导通，uO=UOHVDD 5CMOS反相器UIH=VDD截止UOL 0V当uI=UIH=VDD，VTN导通，VTP截止，uO=UOL0V导通6 （3）逻辑功能实现反相器功能（非逻辑）。（4）工作特点VTP和VTN总是一管导通而另一管截止，流过VTP和VTN的静态电流极小（纳安数量级），因而CMOS反相器的静态功耗极小。这是CMOS电路最突出的优点之一。7CMOS反相器的电压传输特性和电流传输特性3 电压传输特性和电流传输特性ABAB段：截止区段：截止区i iD D为为0 0B

3、CBC段：转折区段：转折区阈值电压阈值电压UTHVDD/2转折区中点：电流最大转折区中点：电流最大CMOSCMOS反相器反相器在使用时应尽在使用时应尽量避免长期工量避免长期工作在作在BCBC段。段。CDCD段：导通区段：导通区84.CMOS电路的优点（1）微功耗。CMOS电路静态电流很小，约为纳安数量级。（2）抗干扰能力很强。输入噪声容限可达到VDD/2。（3）电源电压范围宽。多数CMOS电路可在318V的电源电压范围内正常工作。（4）输入阻抗高。（5）负载能力强。CMOS电路可以带50个同类门以上。（6）逻辑摆幅大。（低电平0V，高电平VDD）95.CMOS反相器的输入保护电路102.4.2

4、 其它类型的其它类型的CMOS门电路门电路驱动管串联（串联开关）1 CMOS或非门 负载管并联（并联开关）CMOS或非门 A、B有高电平，则负载管导通、驱动管截止，输出为低电平。10截止导通11 该电路具有或非逻辑功能,即Y=A+B当输入全为低电平，两个负载管均截止，两个驱动管均导通，输出为高电平。00截止导通112CMOS与非门该电路具有与非逻辑功能，即 Y=AB2CMOS与非门驱动管并联（并联开关）负载管串联（串联开关）13带缓冲级的与非门电路带缓冲级的与非门电路14 （1）电路结构C和C是一对互补的控制信号。由于VTP和VTN在结构上对称，所以图中的输入和输出端可以互换，又称双向开关。3

5、 CMOS传输门CMOS传输门（a）电路 （b）逻辑符号15若C=1（接VDD)、C=0（接地），当0uI(VDD|UT|)时，VTN导通；当|UT|uIVDD时，VTP导通；uI在0VDD之间变化时，VTP和VTN至少有一管导通，使传输门TG导通。（2）工作原理若C=0（接地)、C =1（接VDD），uI在0VDD之间变化时，VTP和VTN均截止，即传输门TG截止。16（3）应用举例CMOS模拟开关CMOS模拟开关：实现单刀双掷开关的功能。C=0时，TG1导通、TG2截止，uO=uI1；C=1时，TG1截止、TG2导通，uO=uI2。17CMOS三态门(a)电路 (b)逻辑符号当EN=0时，

6、TG导通，F=A；当EN=1时，TG截止，F为高阻输出。CMOS三态门182.4.3 CMOS门电路的使用知识门电路的使用知识 1输入电路的静电保护CMOS电路的输入端设置了保护电路，给使用者带来很大方便。但是，这种保护还是有限的。由于CMOS电路的输入阻抗高，极易产生感应较高的静电电压，从而击穿MOS管栅极极薄的绝缘层，造成器件的永久损坏。为避免静电损坏，应注意以下几点：19 （1）所有与CMOS电路直接接触的工具、仪表等必须可靠接地。（2）存储和运输CMOS电路，最好采用金属屏蔽层做包装材料。2多余的输入端不能悬空。输入端悬空极易产生感应较高的静电电压，造成器件的永久损坏。对多余的输入端，可以按功能要求接电源或接地，或者与其它输入端并联使用。20常用集成门电路(CMOS系列）型号名称主要功能CC4001四2输入或非门CC4011四2输入与非门CC4030四异或门CC4049六反相器CC4066四双向开关CC4071四2输入或门CC4073三3输入与门CC4077四异或非门CC40788输入或/或非门CC40862-2-2-2输入与或非门可扩展CC4097双8选1模拟开关CC4502六反相器/缓冲器三态、有选通端21