25 MOS型门电路《数字电子技术》.ppt

* 2.5 MOS型门电路 《数字电子技术》 §2.5 MOS型门电路 §2.5.1 CMOS门电路 CMOS （Complementary-Symmetery Metal Oxide Semiconductor）即“互补对称金属－氧化物－半导体” ，由于CMOS电路中巧妙的利用了N沟道增强型MOS管和P沟道增强型MOS管特性的互补性，因而不仅电路结构简单，而且具有低功耗、抗干扰能力强等突出特点，且其工作速度也在逐步提高。正因如此，CMOS电路的制作工艺在数字集成电路中得到了广泛应用。 2.5 MOS型门电路 《数字电子技术》 一、CMOS非门（反相器） 图2.5.1 CMOS反相器 （a）结构示意图 （b）电路图 2.4 MOS型门电路 《数字电子技术》 二、CMOS与非门（P并N串） 图2.4.2 CMOS与非门 0 X ROFF RX RX RON 1 1 RON RON ROFF ROFF 2.5 MOS型门电路 《数字电子技术》 图2.5.3 带缓冲级的CMOS与非门 2.4 MOS型门电路 《数字电子技术》 三、CMOS或非门（P串N并） 图2.4.4 CMOS或非门 缺陷？ 1 X RON RX RX ROFF 2.5 MOS型门电路 《数字电子技术》 图2.5.5 带缓冲级的CMOS或非门 2.5 MOS型门电路 《数字电子技术》 四、CMOS传输门和双向模拟开关 图2.5.6 CMOS传输门电路及逻辑符号 S D D S VI/VO VO/VI 导通时电阻为一常数，百欧级 2.5 MOS型门电路 《数字电子技术》 图2.5.7 CMOS传输门的应用之一——CMOS模拟开关 2.5 MOS型门电路 《数字电子技术》 CMOS传输门特点： ◆ 当C接低电平， 接高电平时，传输门断开； ◆ 当C接高电平， 接低电平时，或者VTP导通，或者VTN导通，或者二者同时导通，传输门导通； ◆ 由于二管为对称结构，所以源漏极可互换； ◆ 当传输门导通时，当一管导通电阻减小，则另一管导通电阻就增加，由于两管并联运行，可近似认为开关的导通电阻近似为一个常数，约几百欧姆，后接运放等输入阻抗较大的器件时可忽略不计； ◆ 当传输门导通时，可直接传输模拟信号，作模拟开关使用，可广泛地用于采样－保持、数/模和模/数转换、斩波等电路中。 2.5 MOS型门电路 《数字电子技术》 五、CMOS集成门电路的特点 （一）与TTL集成电路相比，CMOS电路具有如下特点： （1）静态功耗低。 例：电源电压VDD＝5V时，MSI电路的静态功耗 100mW，比较适于LSI电路。 （2）电源电压范围宽。 例：CC4000系列VDD为3～18V。 （3）输入阻抗高。 例：正常工作的CMOS集成电路工作频率较低时直流输入阻抗 100MΩ。 2.5 MOS型门电路 《数字电子技术》 （4）扇出能力强。 例：低频工作时，一个输出端可驱动50个以上的CMOS器件的输入端。 （5）抗干扰能力强。 例：CMOS集成电路的电压噪声容限可达电源电压的45％，而且高低电平噪声容限基本相等。 （6）逻辑摆幅大。 例：空载时输出高电平VOH VDD-0.05V －VDD，输出低电平VOL VSS－ VSS+0.05V 。 （7）温度稳定性好，且有较强的抗辐射能力。 （8）集成度高，功耗低，成本低。 *