CMOS邏輯門電路課件

2.6CMOS邏輯門電路

2.6.1CMOS反相器2.6.2CMOS門電路2.6.3BiCMOS門電路2.6.4CMOS傳輸門2.6.5CMOS邏輯門電路的技術(shù)參數(shù)2.6.0復(fù)習(xí)MOS管的有關(guān)知識(shí)12.6.0復(fù)習(xí)MOS管的有關(guān)知識(shí)大規(guī)模集成芯片集成度高，所以要求體積小，而TTL系列不可能做得很小，但MOS管的結(jié)構(gòu)和制造工藝對(duì)高密度制作較之TTL相對(duì)容易，下面我們介紹MOS器件。與雙極性電路比較，MOS管的優(yōu)點(diǎn)是功耗低，可達(dá)0.01mw，缺點(diǎn)是開關(guān)速度稍低。在大規(guī)模的集成電路中，主要采用的CMOS電路。22.6.0復(fù)習(xí)MOS管的有關(guān)知識(shí)1.N溝道MOS管的結(jié)構(gòu)P型襯底溝道區(qū)域絕緣層金屬鋁32.6.0復(fù)習(xí)MOS管的有關(guān)知識(shí)2.工作原理反型層（導(dǎo)電溝道）P型襯底N溝道增強(qiáng)型MOS管具有以下特點(diǎn)：當(dāng)VGS>VT

時(shí)，管子導(dǎo)通，導(dǎo)通電阻很小，相當(dāng)于開關(guān)閉合。當(dāng)VGS<VT

時(shí)，管子截止，相當(dāng)于開關(guān)斷開；同樣，對(duì)P溝道增強(qiáng)型MOS管來說：當(dāng)|VGS|

<|VT|時(shí)，管子截止，相當(dāng)于開關(guān)斷開；當(dāng)|VGS|

>|VT|時(shí)，管子導(dǎo)通，導(dǎo)通電阻很小，相當(dāng)于開關(guān)閉合。52.6.1CMOS反相器1.CMOS反相器的工作原理2.CMOS反相器的特點(diǎn)3.CMOS反相器的傳輸特性4.CMOS反相器的工作速度61.CMOS反相器的工作原理

VDD

TP

TN

vO

vI

7VDD

TP

TN

vO

vI

當(dāng)vI=VOH=VDD時(shí)1.CMOS反相器的工作原理VGSN=VDD>

VTNTN管導(dǎo)通；|VGSP|=0<VTP

TP管截止。此時(shí)，VDD主要降在TP管上，輸出為高電平VOL:92.CMOS反相器的特點(diǎn)

VDD

TP

+

vSGP

vO

vI

+

–

–

TN

iD

因而CMOS反相器的靜態(tài)功耗極?。ㄎ⑼邤?shù)量級(jí)）。T1和T2只有一個(gè)是工作的，103.CMOS反相器的工作速度在電容負(fù)載情況下，它的開通時(shí)間與關(guān)閉時(shí)間是相等的，這是因?yàn)殡娐肪哂谢パa(bǔ)對(duì)稱的性質(zhì)。平均延遲時(shí)間：10ns小小112.或非門電路

TP2

B

A

TN2

TN1

VDD

L

1當(dāng)A、B全為低電平時(shí)2.6.2CMOS門電路00輸出為高電平時(shí)132.或非門電路當(dāng)輸入端A、B都為高電平時(shí)，當(dāng)A、B全為低電平時(shí)，2.6.2CMOS門電路當(dāng)A、B中有一個(gè)為高電平時(shí)

TP2

B

A

TN2

TN1

VDD

L

011輸出為高電平時(shí)輸出為低電平時(shí)輸出必為低電平時(shí)143.異或門電路

VDD

B

A

L=A?

B

X

由或非門和與或非門組成同或門？152、CMOS傳輸門電路的工作原理

設(shè)TP和TN的開啟電壓|VT|=2V，且輸入模擬信號(hào)的變化范圍為－5V到+5V。

C

TP

vO/vI

vI/vO

+5V

–5V

TN

C

當(dāng)c端接低電壓5V時(shí)5V+5V5V~+5V開關(guān)斷開

C

TP

vO/vI

vI/vO

+5V

–5V

TN

C

當(dāng)c端接高電壓+5V+5V5VI＜3VI>+3V－3V~+3V一管導(dǎo)通程度愈深，另一管導(dǎo)通愈淺，導(dǎo)通電阻近似為一常數(shù)。173.CMOS邏輯門電路的技術(shù)參數(shù)系列參數(shù)基本的CMOS(4000/4000B系列)高速CMOS(74HC系列)與TTL兼容的高速M(fèi)OS(74HCT系列)與TTL兼容的高速BiCMOS(74BCT)系列tpd/ns(CL=15pF)7