或门电路_电子电路_工程科技_专业资料

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1、或门电路60S逻辑开关实现开关实现a—bH>H二极管实现oOutputCMOS逻辑二极管实现H前实际应用的门电路都是集成电路。在集成电路设计过程中，将复杂的逻辑•函数转换为具体的数字电路时，不管是手工设计还是EDA工具自动设计，通常要用到七种基本逻辑（与、或、非、与非、或非、同或、异或）的图形表示，在电路术语中这些逻辑操作符号被称作门，対应的具体电路就叫做门电路，包括某个基木逻辑或者多个基木逻辑组合的复杂逻辑。比如实现取反功能的反相器，就叫做非门；实现“先■后反”功能的就是与非门，如下图所示。与非门由两个N管和两个P管组成：P管并联，一端接电

2、源；N管串联，一端接地。根据CMOS结构互补的思想，每个N管都会和一个P管组成一对，它们的栅极连在一起，作为与非门的输入；输岀则在“串•并”结构的屮间。当输入端A、B中只耍有一个为0时，下面接地的通路断开，而上血接电源的通路导通，就输出高电平1；而只有A、B同时为1时，才会使接地的两个巾联NMOS管都导通，从而输出低电平0。血这正是与非门的逻辑：只有两个输入都为1时，输出为0；否则结果为1oVdd并联结构.只婴台”个导通,就能将电源电压下枪输出“高电平汀、、、、那联结构.只有曲个同时导通，才能杵0电半输出CMOS逻辑门电路CMOS逻辑门电路是在T

3、TL电路问世之示，所开发出的第二种广泛应用的数字集成器件,从发展趋势來看，由于制造工艺的改进，CMOS电路的性能冇町能超越TTL而成为山主导地位的逻辑器件。CMOS电路的工作速度可与TTL相比较，而它的功耗和抗T扰能力则远优于TTL。此外，儿乎所有的超人规模存储器件，以及PLD器件都采用CMOS艺制造，且费用较低。早期生产的CMOS门电路为4000系列，随后发展为4000B系列。当前与TTL兼容的CMO器件如74IICT系列等可与TTL器件交换使川。下面首先讨论CMOS反相器，然后介绍其他CMO逻辑门电路。MOS管结构图MOS管主要参数:1.开启电

4、压Vt•开启电压（乂称阈值电压）：使得源极S和漏极D之间开始形成导电沟道所需的栅极电压；•标准的N沟道MOS管,Vt约为3〜6V；•通过工艺上的改进，可以使MOS管的Vt值降到2〜3V。2.直流输入电阻跟・即在栅源极之间加的电压与栅极电流之比•这一特性有时以流过栅极的栅流表示・MOS管的Rgs可以很容易地超过lOlOQo3.漏源击穿电压BVds•在Vgs=O（增强型）的条件下，在增加漏源电压过程中使L开始剧增时的Vds称为漏源击穿电压BVos・5剧增的原因有卞列两个方面：（1）漏极附近耗尽层的雪崩击穿（2）漏源极间的穿通击穿•有些MOS管中，其沟道

5、长度较短，不断增加％会使漏区的耗尽层一直扩展到源区，使沟道长度为零，即产生漏源间的穿通，穿通后,源区中的多数载流了，将直接受耗尽层电场的吸引，到达漏区，产生大的Td1.栅源击穿电压临增加栅源电压过程中，使栅极电流Ig由零开始剧增吋的％，称为栅源击穿电压BVcs.2.低频跨导gm•在丘为某一"I古I定数值的条件下，漏极电流的微变量和引起这个变化的栅源电压微变量之比称为跨导反映了栅源电压对漏极电流的控制能力•是表征MOS管放大能力的一个重要参数・一•般在十分之儿至儿mA/V的范围内3.导通电阻Ron•导通电阻魅说明了％对Id的彩响，是漏极特性某一点切

6、线的斜率的倒数•在饱和区，L）几乎不随弧改变，际的数值很大，一般在几十千欧到几百千欧之间•由于在数字电路中，MOS管导通时经常工作在Vds二0的状态下，所以这时的导通电阻也可用原点的Rz來近似•对一般的MOS管而言，R。、的数值在几百欧以内4.极间电容•三个电极Z间都存在着极间电容：栅源电容4、栅漏电容5和漏源电容CDS•Cos和Cgd约为1〜3pF•Cos约在0.1〜lpF之间&低频噪声系数NF・噪声是山管子内部载流子运动的不规则性所引起的•由于它的存在，就使一个放人器即便在没有信号输人时，在输出端也出现不规则的电压或电流变化•噪声性能的大小通常

7、用噪声系数NF來表示，它的单位为分贝（dB）•这个数值越小，代表管子所产牛的噪声越小•低频噪声系数是在低频范围内测出的噪声系数•场效应管的噪声系数约为儿个分贝，它比双极性三极管的要小、CMOS反相器市本书模拟部分已知，MOSFET有P沟道和N沟道两种，每种屮乂有耗尽型和增强型两类。由N沟道和P沟道两种MOSFET组成的电路称为互补MOS或CMOS电路。下图表示CMOS反相器电路，由两只增强型MOSFET组成，其屮一个为N沟道结构，另一个为P沟道结构。为了电路能正常工作，要求电源电压大于两个管子的开启电压的绝对值之和，即Vdd>(Vto+

8、Vtp

9、)

10、o1.工作原理首先考虑两种极限情况：当⑷处于逻辑0时，相应的电压近似为0V；而当百处于逻辑1时，相应的电压近似为Vdd。假