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數(shù)字邏輯電路教程ppt第2章4mos邏輯門(編輯修改稿)

2025-10-23 00:02 本頁(yè)面

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 32為 CMOS反相器電路，是由互補(bǔ)的增強(qiáng)型 NMOS管 T1和 PMOS管 T2串聯(lián)組成的。兩管的柵極連在一起，作為反相器的輸入端，兩個(gè)管子的漏極連在一起作為反相器的輸出端。 VDD T2(P) T1(N) vO F vI A S S G G D D 圖 232 CMOS反相器 VDD T2(P) T1(N) vO F vI A S S G G D D 圖 232 CMOS反相器電源電壓條件 CMOS反相器要求電源電壓大于兩個(gè)管子開(kāi)啟電壓的絕對(duì)值之和，即 VDD＞ |VT1|+|VT2|。 VDD T2(P) T1(N) vO F vI A S S G G D D 圖 232 CMOS反相器工作原理 ? vI輸入低電平時(shí) ? vI輸入高電平時(shí) vI輸入低電平時(shí) 當(dāng)輸入 vI為低電平VIL且小于 VT1時(shí)，T1管截止。但對(duì)于 PMOS負(fù)載管，由于柵極電位較低，使柵源電壓絕對(duì)值大于開(kāi)啟電壓的絕對(duì)值 |VT2|，因此 T2充分導(dǎo)通。 VDD T2(P) T1(N) vO F vI A S S G G D D 圖 232 CMOS反相器 vI輸入低電平時(shí) 由于 T1的截止電阻遠(yuǎn)比 T2的導(dǎo)通電阻大得多，所以電源電壓差不多全部降落在工作管 T1的漏源之間，使反相器輸出高電平 VOH≈VDD。 VDD T2(P) T1(N) vO F vI A S S G G D D 圖 232 CMOS反相器 vI輸入高電平時(shí) ? 當(dāng)輸入 vI為高電平VIH且大于 VT1時(shí) ，T1管導(dǎo)通。 ? 但對(duì)于 PMOS負(fù)載管，由于柵極電位較高，使柵源電壓絕對(duì)值小于開(kāi)啟電壓的絕對(duì)值 |VT2|，因此 T2管截止。 VDD T2(P) T1(N) vO F vI A S S G G D D 圖 232 CMOS反相器 vI輸入高電平時(shí) ? 由于 T2的截止時(shí)相當(dāng)于一個(gè)大電阻， T1的導(dǎo)通電阻相當(dāng)于一個(gè)較小的電阻，所以電源電壓幾乎全部降落在負(fù)載管T2上，使反相器輸出低電平且很低， VOL≈0V。 VDD T2(P) T1(N) vO F vI A S S G G D D 圖 232 CMOS反相器特點(diǎn) ⒈ CMOS反相器的靜態(tài)功耗非常小。原因 :由于 CMOS反相器處于穩(wěn)態(tài)時(shí) ，無(wú)論是輸出高電平還是輸出低電平，其工作管和負(fù)載管必有一個(gè)截止而另一個(gè)導(dǎo)通，因此電源向反相器提供的僅為納安級(jí)的漏電流，所以 CMOS反相器的靜態(tài)功耗非常小。特點(diǎn) ⒉ CMOS反相器輸出電壓的上升時(shí)間和下降時(shí)間都比較小，電路的工作速度大為提高。原因 :由于 CMOS反相器的工作管和負(fù)載管不同時(shí)導(dǎo)通，因此其輸出電壓不取決于兩管的導(dǎo)通電阻之比。這樣，通常可使 PMOS負(fù)載管和NMOS工作管的導(dǎo)通電阻都較小。所以，CMOS反相器輸出電壓的上升時(shí)間和下降時(shí)間都比較小，電路的工作速度大為提高。 ⒉ CMOS與非門圖 233所示電路為兩個(gè)輸入端的 CMOS與非門。圖中兩個(gè)串聯(lián)的NMOS管 T1和 T2為工作管，兩個(gè)并聯(lián)的 PMOS管T3和 T4為負(fù)載管。 VDD T4(P) T2(N) F B A 圖 233 CMOS與非門 T1(N) T3(P) 工作原理 ? 當(dāng)輸入 A、 B都為高電平時(shí)，串聯(lián)的 NMOS管 T T2管都導(dǎo)通，并聯(lián)的 PMOS管T T4都截止，因此輸出為低電平； VDD T4(P) T2(N) F B A 圖 233 CMOS與非門 T1(N) T3(P) 工作原理 ? 當(dāng)輸入 A、 B中有一個(gè)為低電平時(shí)，兩個(gè)串聯(lián)的NMOS管中必有一個(gè)截止，于是電路輸出為高電平。 ? 電路的輸入和輸出之間是與非邏輯關(guān)系。 ABF ?VDD T4(P) T2(N) F B A 圖 233 CMOS與非門 T1(N) T3(P) ⒊ CMOS或非門圖 234所示電路為兩個(gè)輸入端的 CMOS或非門。圖中兩個(gè)PMOS負(fù)載管 T1和 T2串聯(lián)，兩個(gè) NMOS工作管 T3和 T4并聯(lián)。 VDD T2(N) F 圖 234 CMOS或非門 T1(N) T4(P) B A T3(P) 工作原理 ?當(dāng)輸入 A、 B至少有一個(gè)高電平時(shí) ，并聯(lián)的 NMOS管 T1和 T2中至少有一個(gè)導(dǎo)通，串聯(lián) 的PMOS管 T T4至少有一個(gè)截止，因此輸出為低電平； VDD T2(N) F 圖 234 CMOS或非門 T1(N) T4(P) B A T3(P) 工作原理 ?當(dāng)輸入 A、 B都為低電平時(shí) ，并聯(lián) NMOS管 T1和 T2都截止，串聯(lián) PMOS管 T3和 T4都導(dǎo)通，于是電路輸出為高電平。電路的輸入和輸出之間是或非邏輯關(guān)系。 BAF ??VDD T2(N) F 圖 234 CMOS或非門 T1(N) T4(P) B A T3(P) ⒋ CMOS三態(tài)門圖 235所示為三態(tài)輸出門電路。 A是輸入端， E是控制端， F是輸出端。圖 235 CMOS三態(tài)門 VDD T2(N) F T1(N) T4(P) E A T3(P) ⒋ CMOS三態(tài)門

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