第三章逻辑门电路解读.ppt

(二)工作原理 可见该电路构成 CMOS 非门，又称 CMOS 反相器。 　　无论输入高低，VN、VP 中总有一管截止，使静态漏极电流 iD ? 0。因此 CMOS 反相器静态功耗极微小。 ◎ 输入为低电平，UIL = 0V 时， uGSN = 0V UGS(th)N ， UIL = 0V 截止 uGSN + - VN 截止， VP 导通， 导通 uGSP + - uO ? VDD 为高电平。 A uI Y uO VDD S G D D G S VP 衬底 B VN 衬底 B 截止 uGSP + - 导通 uGSN + - ◎ 输入为高电平 UIH = VDD 时， uGSN = VDD UGS(th)N , VN 导通， VP 截止， uGSN = 0V UGS(th)N ， VN 截止， VP 导通， UIH = VDD uO ? 0 V ，为低电平。 二、其他功能的 CMOS 门电路 (一)CMOS 与非门和或非门 1. CMOS 与非门 A B VDD VPB VPA VNA VNB Y 每个输入端对应一对 NMOS 管和PMOS 管。NMOS 管为驱动管，PMOS 管为负载管。输入端与它们的栅极相连。 与非门结构特点： 驱动管相串联， 负载管相并联。 A B VDD VPB VPA VNA VNB Y CMOS 与非门工作原理 1 1 导通 导通 截止 截止 0 驱动管均导通， 负载管均截止， 输出为低电平。 ◆　　当输入均为 高电平时： 低电平输入端相对应的驱动管截止，负载管导通， 输出为高电平。 ◆ 　当输入中有 低电平时： A B VDD VPB VPA VNA VNB Y 0 截止 导通 1 因此 Y = AB 2. CMOS 或非门 A B VDD VPB VPA VNA VNB Y 或非门结构特点： 驱动管相并联， 负载管相串联。 Y A B uO uI VDD1 漏极开路的CMOS与非门电路 (二)漏极开路的 CMOS 门 简称 OD 门 与 OC 门相似，常用作驱动器、电平转换器和实现线与等。 Y = AB 构成与门 构成输出端开路的非门 需外接上拉电阻 RD C、C 为互补控制信号 由一对参数对称一致的增强型 NMOS 管和 PMOS 管并联构成。 PMOS C uI/uO VDD CMOS传输门电路结构 uO/uI VP C NMOS VN (三)CMOS 传输门 工作原理 MOS 管的漏极和源极结构对称，可互换使用，因此 CMOS 传输门的输出端和输入端也可互换。 uO uI uI uO C C 当 C = VDD，uI = 0 ~ VDD 时，VN、 VP 中至少有一管导通，输出与输入 之间呈现低电阻，相当于开关闭合。 uO = uI，称传输门开通。 C、C 为互补控制信号 由一对参数对称一致的增强型 NMOS 管和 PMOS 管并联构成。 PMOS C uI/uO VDD CMOS传输门电路结构 uO/uI VP C NMOS VN (三)CMOS 传输门 工作原理 MOS 管的漏极和源极结构对称，可互换使用，因此 CMOS 传输门的输出端和输入端也可互换。 uO uI uI uO 当 C = 0V，uI = 0 ~ VDD 时，VN、 VP 均截止，输出与输入之间呈现高 电阻，相当于开关断开。 uI 不能传输到输出端，称传输门关闭。 C C 当 C = VDD，uI = 0 ~ VDD 时，VN、 VP 中至少有一管导通，输出与输入 之间呈现低电阻，相当于开关闭合。 uO = uI，称传输门开通。 C = 1，C = 0 时，传输门开通，uO = uI； C = 0，C = 1 时，传输门关闭，信号不能传输。 PMOS C uI/uO VDD CMOS传输门电路结构 uO/uI VP C NMOS VN 传输门是一个理想的双向开关， 可传输模拟信号，也可传输数字信号。 TG uI/uO uO/uI C C 传输门逻辑符号 TG 即 Transmission Gate 的缩写 (三)CMOS 传输门 在反相器基础上串接了 PMOS 管 VP2 和 NMOS 管 VN2，它们的栅极分别受 EN 和 EN 控制。 (四)CMOS 三态输出门 A EN VDD Y VP2 VP1 VN1 VN2 低电平使能的 CMOS 三态输出