cmos门电路是在mos电路的基础上发展起来的一种互补对称场效应管集成电路,目前应用较多。
1.cmos“非”门电路如下图所示(常称为cmos反相器)
驱动管采用n沟道增强型(nmos),负载管采用p沟道增强型(pmos),它们一同制作在一块硅片上。两管的栅极相联,由此引出输入端a;漏极也相联,由此引出输出端y。两者联成互补对称的结构。衬底都与各自的源极相联。
当输入端a为“1”(约为udd)时,驱动管 t1的栅-源电压大于开启电压,它处于导通状态;而负载管t2的栅-源电压小于开启电压的绝对值,它不能开启,处于截止状态。这时,t2的电阻比t1高的多,电源电压便主要降在t2上,故输出端y为“0”(约为零伏)。
当输入端a为“0”(约为零伏)时, t1截止,而t2导通。这时,电源电压主要降在t1上,故输出端y为“1”(约为udd)。
cmos“非”门与nmos相比的:
1)由于两管不是同时导通,而截止管的电阻很高,这就使在任何时候流过电路的电流都很小,仅为管子的漏电流,所以,这种联成互补对称的“非”门电路的功耗是极其微小的,每门静态功耗只有0.01mw。
2)由于输出低电平约为零伏,输出高电平约为udd,因此,输出幅度加强了,并且还可以取用较低的电源电压(5-15v),这有利于和ttl或其他电路联接。cmos的主要缺点是制造工艺较复杂和集成度较低。
其逻辑功能:。
2.cmos“与非”门电路如下图所示
驱动管和都导通,电阻很低;而负载管和为p沟道增强型管,两者并联。负载管整体与驱动管相串联。
当a,b两个输入端全为“1”时,驱动管t1和t2都导通,电阻很低;而负载管t3和t4不能开启,都处于截止状态,电阻很高(并联后电阻让很高)。这时,电源电压主要降在负载管上,故输出端y为“0”。
当输入端有一个或全为“0”时,则串联的驱动管截止,而相应的负载管导通,因此负载管的总电阻很低,驱动管的总电阻却很高。这时,电源电压主要降在串联的驱动管上,故输出端y为“1”。
其逻辑功能:。
3.cmos“或非”门电路如下图所示
驱动管和为n沟道增强型,两者并联;而负载管和为p沟道增强型,两者串联。
当a,b两个输入端全为“1”或其中一个为“1”时,输出端y为“0”。只有当输入端全为“0”时,输出端才为“1”。
其逻辑功能:
4.cmos传输门电路
cmos传输门电路如上图(a)所示,
它由nmos管和pmos管并联而成。两管的源极相联,作为输入端;两管的漏极相联,作为输出端(输入端和输出端可以对调)。两管的栅极作为控制极,分别加一对互为反量的控制电压c和进行控制。
设两管的开启电压绝对值均为3v。如在t1管的栅极加+10v,在t2管的栅极加0v,当输入电压u1在0-10v范围内连续变化时,传输门开通,u1可传输到输出端,即u0=u1。因为,当u1在0-7v范围内变化时,t1导通;当u1在3-10v范围内变化时,t2导通。可见,当u1在0-10v范围内变化时,至少一个管导通,这相当于开关接通。此时,cmos传输门可以传输模拟信号,所以也称为模拟开关。如果在t1管的栅极加0v,在t2管的栅极加+10v,当u1在0-10v范围内变化时,两管都截止,传输门关断,这相当于开关断开,u1不能传输到输出端。
可知,cmos传输门的开通和关断取决于栅极上所加的控制电压。当c为“1”(为“0”)时,传输门开通,反之则关断。上图(b)为传输门的图形符号。