第2讲 2.3 CMOS门

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1、复习：N沟道增强型MOS管结构及符号2.3CMOS门电路uDS＝0时，uGS对导电沟道的影响+-uGS大于UGS(th)时uDS对iD的影响N沟道增强型MOS管的特性曲线P沟道MOS管的特性曲线与N沟道管有对偶性转移特性iD/mA4264321uGS/VUTN-2-40-1-2-3-4-6UTP2.3.1CMOS反相器（熟练掌握）条件：VDD>UTN+UTP+VDD+10VB1G1D1S1uAuYTNTPB2D2S2G2VSS+-uGSN+-uGSP一、电路组成及工作原理AY10V+10VuAuGSNuGSPTNTPuY0VUTN>UTP

2、导通截止0V设：UTN=2V,UTP=-2ViD4264321uGSUTN-2-40-1-2-6UTP2.3.1CMOS反相器（熟练掌握）输入端保护电路:①0VDD+0.7D导通电压:0.5~0.7V③uA<-0.7D导通时限制了C两端电压增加保护网络+VDDuYuATPD1C1C2RSTND2D3VSSD1、D2、D3截止D2、D3导通uG=VDD+0.7D1导通uG=-0.7C1、C2—栅极等效输入电容2.3.1CMOS反相器（熟练掌握）二、静态特性1.电压传输特性：iD+VDDB1G1D1S1+uI-uOTNTPB2D2S2G2VSSABC

3、DEFUTNVDDUTHUTPUNLUNHAB段：uI

4、uI/VUTH电压传输特性电流传输特性AB、EF段：TN、TP总有一个为截止状态，故iD0。CD段：TN、Tp均导通,两管iD=iD（max)达到最大。阈值电压：UTH=0.5VDD（VDD=3~18V）2.3.2CMOS与非门、或非门、与门和或门ABTN1TN2TP1TP2Y00011011截截通通通通通通截通截截截截通截1110与非门一、CMOS与非门（上并下串）uA+VDD+10VVSSTP1TN1TP2TN2ABYuBuYAB&00100111Y=或非门二、CMOS或非门（上串下并）uA+VDD+10VVSSTP1TN1TN2TP2ABYuBuYABTN1TN2TP

5、1TP2Y00011011截截通通通通通通截通截截截截通截1000AB≥1001001112.3.2CMOS与非门、或非门、与门和或门三、CMOS与门和或门1.CMOS与门AB&Y1+VDDVSSTP1TN1TP2TN2ABYABY&+VDDB1G1D1S1ATNTPB2D2S2G2VSS2.CMOS或门Y1+VDDB1G1D1S1ATNTPB2D2S2G2VSSAB≥1ABY≥1+VDDVSSTP1TN1TN2TP2ABY四、带缓冲的CMOS与非门和或非门(自学)2.3.3CMOS与或非门和异或门一、CMOS与或非门1.电路组成：&≥1YABCD&&&ABCDY12.工作原

6、理：2.3.3CMOS与或非门和异或门一、CMOS与或非门二、CMOS异或门1.电路组成：2.工作原理：&&&ABY&YAB=12.3.4CMOS传输门、三态门和漏极开路门一、CMOS传输门(双向模拟开关)1.电路组成及符号：TPCVSS+VDDIO/uuOI/uuTNCIO/uuOI/uuTG2.工作原理：TN、TP均导通，TN、TP均截止，导通电阻小(几百欧姆)关断电阻大(≥109)(TG门—TransmissionGate)①②二、CMOS三态门1.电路组成+VDDVSSTP2TN1TP1AYTN212.工作原理Y与上、下都断开TP2、TN2均截止Y=Z(高阻)TP2

7、、TN2均导通011使能端010控制端低电平有效3.逻辑符号或YA1ENYA1ENEN控制端高电平有效①②三、CMOS漏极开路门(OD门—OpenDrain)1.电路组成+VDDRD外接YAB&符号AB&1YBGDSTNVSS①漏极开路，工作时必须外接电源和电阻。2.主要特点②可以实现线与功能：输出端用导线连接起来实现与运算。YCD&P1P2+VDDYRD③可实现逻辑电平变换：④带负载能力强。2.3.5CMOS电路使用中应注意的几个问题一、CC4000和C000系列集成电路1.CC4000系列：国家