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cmos门电路的组成特点,cmos门电路开关特性

时间:2023-05-05 12:56:02 阅读:186180 作者:3149

数字电路基础知识——CMOS门电路(非门,Nor门、Nor门、or门、and门、Nor门、异或门、3358www.Sina.com/)

首先了解二极管栅极的逻辑,再次介绍CMOS栅极,它也是集成电路中应用最广泛的栅极。

主要了解与OD门、传输门、三态门面积相同的cmos 与非门、或非门与非门哪个更快。 OD门、传输门、三态门。

一、在介绍二极管栅极CMOS栅极之前,首先介绍二极管栅极。

1. 或非门如果任何一个是低电平,y端子就会下降到0.7V

2. 与门如果某一个是高电平,y端子就提升到2.3V

或门输出的高低电平的数值和输入的高低电平不相等,一个导通电压不同,当输出成为下一级的栅极输入信号时,二极管门电路的缺点

输出端子与负载电阻接地,电阻的变化会影响输出的高电平。 因此,这种电路只能用作集成电路内部的逻辑单元,不能直接使用高、低电平偏移作为输出端子。

二.介绍CMOS门电路1. 驱动负载反向器值得借鉴

数字电路基础知识——变频器相关知识(噪声容限、VTC、转换时间、速度影响因素、传播延迟等) )。

2 )常用逻辑门(除或非门、反相器(非门)反相器外,比较常用的有或非门、或非门、与门、或非门、或非门等

逻辑公式如下。

y=(ab )’

t=(ab ) '

以下,主要调查与非门的缺点和改善后的电路。

与非门

1 )主要缺点可以相差4倍。 例如:

A=1,B=1,R0=Ron2 Ron4=2Ron

A=0,B=0,R0=Ron2 //Ron4=1/2Ron

A=0,B=1,R0=Ron1=Ron

A=0,B=0,R0=Ron3=Ron

2 )输出电阻R0受输入状态影响,即输出电阻不一样

输入端越多,串联连接的驱动管数量也越多,输出的VOL越高,VOH也越高。

输入端子均为低电平时,输入端子越多,负载并联数越多,输出的高电平VOH也越高。

3 )将T2、T4的Vgs设为导通电压时,对应的Vi也不同

输出的高低电平受输入端数目的影响

正如学习过半导体器件一样,电子迁移率是空穴的2.5倍。 在硅基CMOS工艺中,运算用这些大小的MOS管驱动后段的相同面积的cmos与非门和或非门哪个更快——与非门会更优,反转速度和负荷的大小与前段的驱动能力相关。 为了使上升延迟和下降延迟相同,PMOS必须在NMOS 负载电容

载流子迁移率对于PMOS来说是空穴; 对NMOS来说载流子是电子。

由于PMOS的载体的移动性小于NMOS的移动性,所以3358www.Sina.com/在相同的尺寸条件下变为3358www.Sina.com/。

在互补型CMOS电路中,两倍多大小,而异或门正好相反,因此在相同尺寸的条件下,由于NAND门的速度快,所以在互补型CMOS电路中优先选择NAND门。

PMOS采用空穴导电,NMOS采用电子导电

采用PMOS的充电时间要大于NMOS的充电时间长,如上图所示为与非门。

与非门是PMOS管并联,NMOS管串联

对于异或,在异或上设置缓冲区。

3.http://www.Sina.com/http://www.Sina.com/:为了满足输出电平的切换,吸收大负载电流及http://www.Sina.com/,将MOS改为漏极开路

OD输出的针对上面问题进行改进结构图如下。

OD门的动作请务必将上拉电阻RL连接到电源上。

或非门加反相器(缓冲器:可直接连接多个OD门的输出端,实现带缓冲的门电路,输出电阻、输出的高低电平以及电压传输特性将不受输入端状态的影响。 这意味着输出可以并行使用,用于线条连接、电平转换和驱动。 如下图所示。

Y1、Y2的任意一个为低电平,输出为低电平,同时为高电平时,输出为高电平。

4. OD门(漏极开路的门电路)

rong>CMOS传输门:利用P沟道MOS管和N沟道MOS管互补的特性连接如下图

T1是N沟道增强型MOS管,T2是P沟道增强型MOS管。T1和T2的源极和漏极分别相连作为传输门的输入端和输出端。C和C’是互补的控制信号。

由于CMOS传输门的结构是对称的,所以,输出端和输入端可以互换,是一个双向器件。
CMOS传输门的应用:
1)传输门和反相器构成异或门电路

A=1,B=0,TG1截止,TG2导通,Y=B’=1
A=0,B=1,TG1导通,TG2截止,Y=B=1
A=0,B=0,TG1导通,TG2截止,Y=B=0
A=1,B=1,TG1截止,TG2导通,Y=B‘=0

2)模拟开关:
由传输门和一个反相器组成,双向器件。

传输连续变化的模拟电压信号。

5. 三态门

1)高阻态:
三态门除了高低电平,还有第三个状态——高阻态。
高阻态:电路的一种输出状态,既不是高电平也不是低电平,如果高阻态再输入下一级电路的话,对下级电路无任何影响,可以理解为断路,不被任何东西所驱动,也不驱动任何东西。

三态门常用在IC的输出端,也称为输出缓冲器

2)下图是CMOS三态输出反相器的结构:

当EN’=0时,Y=A’:
A=1,G4、G5的输出为高电平,T1截止、T2导通,Y=0;
A=0,G4、G5的输出为低电平,T1导通、T2截止,Y=1;
当EN’=1时,不管A为高低状态,G4输出高电平,G5输出低电平,T1和T2同时截止,输出呈现高阻态。

3)三态门的应用:
减少各单元之间的连线数目:

数据的双向传输:

4)还有几种常见的三门结构:

图一:
三态非门,当~ EN为1时,最上面的PMOS和最下面的NMOS管截止,无论A取什么状态,输出为高阻态,反之输出为 Y= ~ A

图二:
利用一个与非门,得到三态缓冲门,当~EN为高电平时,最上面的PMOS管截止,输出为高阻态,反之,输出为 Y=A

图三:
三态非门,在反相器后面加一个传输门,当~EN为低电平,传输门导通,输出 Y = ~A,反之传输门截止,输出高阻态。如果想要EN高电平有效,交换传输门上下端子的反相器即可。

图四:
利用一个与非门,得到三态缓冲门,当~EN为高电平时,最上面的PMOS管截止,输出为高阻态,反之,输出为 Y=A

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