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MOS集成逻辑门电路

2015-2-18 08:14| 编辑:电工学习网| 查看: 2859| 评论: 0

(1)NMOS反相器

电源电压VDD = 10V,开启电压VT1 = VT2 = 2V


1、A输入高电平VIH = 8V
  T1、T2均导通,输出为低电平VOL ≈0.3V


2、A输入低电平V IL = 0.3V时,
  T1截止T2导通,电路输出高电平VOH = VDD - VT2 = 8V。
  故 电路执行逻辑非功能

(2)NMOS门电路

工作原理

1、当两个输入端A和B均为高电平时
 T1和T2都导通,输出低电平


2、当输出端有一个为低电平时,
 与低电平相连的驱动管就截止,输出高电平


电路 “与非”逻辑功能:

注: 增加扇入,只增加串联驱动管的个数,但扇入不宜过多,一般不超过 3

(3)CMOS门电路

CMOS反相器

工作原理

1、输入为低电平VIL = 0V时
 VGS1<VT1 —T1管截止;
 |VGS2| >VT2 —T2导通;
 电路中电流近似为零(忽略T1的截止漏电流),VDD主要降落在T1上,输出为高电平VOH≈VDD

2、输入为高电平VIH = VDD时,T1通T2止,VDD主要降在T2上,输出为低电平VOL≈0V

 实现逻辑“非”功能

CMOS传输门(TG门

工作原理

当C = VDD, C= 0V时,
VI由0~(VDD-VT)范围变化时TN导通
VI在VT~VDD范围变化时TP导通
即VI在0~VDD范围变化时,TN、TP中至少有一只管子导通,使VO=VI,这相当于开关接通,这种状态称为传输门传输信息


1、当C 为低电平时, TN、TP截止传输门相当于开关断开,传输门保存信息
2、当C为高电平时, TN、TP中至少有一只管子导通,使VO=VI,这相当于开关接通,传输门传输信息

由此可见传输门相当 于一个理想的开关,且是一个双向开关

CMOS门电路

1、与非门
二输入“与非”门电路结构如图

当A和B为高电平时: 输出低电平
当A和B有一个或一个以上为低电平时: 电路输出高电平

所以电路实现“与非”逻辑功能

2、“异或”门


输入端A和B相同
当A = B = 0时
TG断开,则C=B=1,F=C=0。

当A = B = 1时,
TG接通,C = B = 1,反相器2的两只MOS管都截止,输出F=0。

得:输入端A和B相同, 输出 F=0

输入端A和B不同
当A = 1,B = 0时,输出F=1
当A = 0,B = 1时,输出F=1
得:输入端A和B不同,输出 F=1


由此可知:该电路实现的是“异或”的逻辑功能

(4) CMOS电路的特点

1、功耗小:CMOS门工作时,总是一管导通另一管截止,因而几乎不由电源吸取电流其功耗极小
2、CMOS集成电路功耗低内部发热量小,集成度可大大提高
3、抗幅射能力强,MOS管是多数载流子工作,射线辐 射对多数载流子浓度影响不大
4、电压范围宽:CMOS门电路输出高电平VOH ≈ VDD,低电平VOL ≈ 0V。
5、输出驱动电流比较大:扇出能力较大,一般可以大于50
6、在使用和存放时应注意静电屏蔽,焊接时电烙铁应接地良好

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