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CMOS门电路详解
MOS管的开关特性
在CMOS集成电路中,以金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor 简称MOS)作为开关器件
MOS管的结构和工作原理
MOS管的输入、输出特性
对于共源极接法电路,闪击和衬底之间被二氧化硅绝缘层隔离,所以栅极电路为零
共源极接法电路:图a
夹断层(截止层)
条件:整个沟道都夹断
特点:
用途:做无触点、断开状态的电子开关
可变电阻区
条件:源端与漏端沟道都不夹断
特点:
(1)当vGS为定值时,iD是vDS的线性函数,管子的漏源间呈现为线性电阻,且其阻值受vGS控制
(2)管压降vDS很小。
用途:做压控线性电阻和无触点的、闭合状态的电子开关。恒流区(放大区或饱和区)
条件:
(1)源端沟道未夹断
(2)漏端沟道予夹断
特点:
(1)受控性: 输入电压vGS控制输出电流
(2)恒流性:输出电流iD 基本上不受输出电压vDS的影响
用途:可做放大器和恒流源
MOS管的基本开关电路
电路断开
电路导通
MOS管的四种基本类型
CMOS反相器工作原理
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)
电路结构如下图:
其他类型的CMOS门电路
与非门
任一输入端为低,设vA=0
输入全为高电平
或非门
任一输入端为高,设vA=1
输入端全为低
CMOS电路的优点
1.静态功耗小
2. 允许电源电压范围宽(3~18V)。
3. 扇出系数大,噪声容限大。
CMOS门电路详解
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