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CMOS逻辑门电路 绝缘栅型场效应管可分成增强型和耗尽型两种类型。2.6.0 MOS管的基本工作原理MOS是绝缘栅型场效应管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）的简称。每一种类型，又可分为P沟道和N沟道两种导电沟道。在数字电路中使用的器件常采用N沟道增强型管制成。 幻灯片1‘NNP（衬底）导电沟道SGD源极栅极漏极NMOS结构示意图 NNP（衬底）SGDIDVDSVGS导电沟道幻灯片2NMOS的工作原理 幻灯片2‘VGS增加到一定大小的VGS称为开启电压，用VT表示。改变VGS，就改变了二氧化硅层中的电场，能有效地控制漏极电流iD的大小（场效应管）。 NNP（衬底）SGDIDVDSVGS导电沟道 0510152025123453.5v4v4.5v5v5.5vID/mAVDS/VNNP（衬底）SGDIDVDSVGS导电沟道幻灯片3饱和区截止区可变电阻区 051015202512345– 3.5v– 4v– 4.5v– 5v–5.5v–ID/mA–VDS/V幻灯片4PPN（衬底）SGDIDVDSVGS导电沟道PMOS：外加电压、电流的方向和NMOS正好相反。开启电压VT（用VTP表示，而NMOS用VTN表示）也为负值。对PMOS来说，当VGS低于VTP时，或者说，当VGS的绝对值| VGS |大于VTP的绝对值| VTP |时，管子才导通。 　　MOS门电路：以MOS管作为开关元件构成的门电路。 MOS门电路，尤其是CMOS门电路具有制造工艺简单、集成度高、抗干扰能力强、功耗低、价格便宜等优点，得到了十分迅速的发展。2.6 CMOS逻辑门电路 1 .CMOS反相器 MOS管有NMOS管和PMOS管两种。 当NMOS管和PMOS管成对出现在电路中，且二者在工作中互补，称为CMOS管(意为互补)。　　MOS管有增强型和耗尽型两种。 在数字电路中，多采用增强型。 NMOS管的电路符号及转移特性 (a) 电路符号 （b）转移特性D接正电源截止导通导通电阻相当小 （1）NMOS管的开关特性 图2-25 PMOS管的电路符号及转移特性 (a) 电路符号 （b）转移特性D接负电源 （2）PMOS管的开关特性 导通导通电阻相当小截止 CMOS反相器 PMOS管负载管NMOS管驱动管 开启电压（又称门电压）UGS(th)P0，V(GS)N0且VDD |VGS(th)P|+VGS(th)N。2．CMOS反相器的工作原理 （1）基本电路结构 （2）工作原理CMOS反相器 UIL=0V截止导通UOH≈VDD当uI= UIL=0V时，VTN截止，VTP导通， uO = UOH≈VDD iDvSGP= VDDVOH ? VDDOvGSN= 0工作点负载线vO CMOS反相器 UIH= VDD截止UOL≈ 0V当uI =UIH = VDD ，VTN导通，VTP截止， uO =UOL≈0V导通iDvGSN= VOH = VDDVOL? 0OvSGP= 0工作点负载线vO （3）逻辑功能　　实现反相器功能（非逻辑）。　 （4）工作特点　　VTP和VTN总是一管导通而另一管截止，而且截止内阻又极大，流过VTP和VTN的静态电流极小（纳安数量级），因而CMOS反相器的静态功耗极小。这是CMOS电路最突出的优点之一。 CMOS反相器的电压传输特性2 电压传输特性VOH ? VDDvo( V )vi( V )BCDA210864210864OVOL ? 0TN截止TP在饱和区TN在可变电阻区TN、TP均在饱和区TN在饱和区TP在可变电阻区TP截止 CMOS电路的优点 ： （1）静态功耗极小。 CMOS电路静态电流很小，约为纳安数量级。 （2）抗干扰能力很强。 输入噪声容限可达到VDD/2。 （3）电源利用率高。 多数CMOS电路可在3～18V的电源电压范围 内正常工作。　 （4）输入阻抗高。　 （5）负载能力强。 CMOS电路可以带50个同类门以上。（低电平0V，高电平VDD ） Y=AB1、 CMOS与非门 负载管并联（并联开关） 驱动管串联（串联开关）COMS 逻辑门电路 CMOS或非门电路TN2TP2BLVDDTP1TN1A0V5V0V（5V）TN2TP2BLVDDTP1TN1A0V0V5V（5V） 2.6.3 BiCMOS门电路BiCMOS是双极型-CMOS（Bipolar-CMOS）电路的简称。1.