資源描述：
《CMOS 門(mén)電路教學(xué)提綱.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、CMOS門(mén)電路MOS門(mén)電路：以MOS管作為開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成的門(mén)電路。MOS門(mén)電路，尤其是CMOS門(mén)電路具有制造工藝簡(jiǎn)單、集成度高、抗干擾能力強(qiáng)、功耗低、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，得到了十分迅速的發(fā)展。2.5CMOS門(mén)電路2LOGO2.5.1CMOS反相器1．MOS管的開(kāi)關(guān)特性MOS管有NMOS管和PMOS管兩種。當(dāng)NMOS管和PMOS管成對(duì)出現(xiàn)在電路中，且二者在工作中互補(bǔ)，稱(chēng)為CMOS管(意為互補(bǔ))。MOS管有增強(qiáng)型和耗盡型兩種。在數(shù)字電路中，多采用增強(qiáng)型。返回3LOGO圖2-24NMOS管的電路符號(hào)及轉(zhuǎn)移特性(a)電路符號(hào)（b）轉(zhuǎn)移特性D接正電源截止導(dǎo)通導(dǎo)
2、通電阻相當(dāng)?。?）NMOS管的開(kāi)關(guān)特性4LOGO圖2-25PMOS管的電路符號(hào)及轉(zhuǎn)移特性(a)電路符號(hào)（b）轉(zhuǎn)移特性D接負(fù)電源（2）PMOS管的開(kāi)關(guān)特性導(dǎo)通導(dǎo)通電阻相當(dāng)小截止5圖2-26CMOS反相器PMOS管負(fù)載管NMOS管驅(qū)動(dòng)管開(kāi)啟電壓
3、UTP
4、=UTN，且小于VDD。2．CMOS反相器的工作原理（1）基本電路結(jié)構(gòu)6LOGO（2）工作原理圖2-26CMOS反相器UIL=0V截止導(dǎo)通UOH≈VDD當(dāng)uI=UIL=0V時(shí)，VTN截止，VTP導(dǎo)通，uO=UOH≈VDD7圖2-26CMOS反相器UIH=VDD截止UOL≈0V當(dāng)uI=UIH=VDD，
5、VTN導(dǎo)通，VTP截止，uO=UOL≈0V導(dǎo)通8（3）邏輯功能實(shí)現(xiàn)反相器功能（非邏輯）。（4）工作特點(diǎn)VTP和VTN總是一管導(dǎo)通而另一管截止，流過(guò)VTP和VTN的靜態(tài)電流極小（納安數(shù)量級(jí)），因而CMOS反相器的靜態(tài)功耗極小。這是CMOS電路最突出的優(yōu)點(diǎn)之一。9圖2-27CMOS反相器的電壓傳輸特性和電流傳輸特性3．電壓傳輸特性和電流傳輸特性AB段：截止區(qū)iD為0BC段：轉(zhuǎn)折區(qū)閾值電壓UTH≈VDD/2轉(zhuǎn)折區(qū)中點(diǎn)：電流最大CMOS反相器在使用時(shí)應(yīng)盡量避免長(zhǎng)期工作在BC段。CD段：導(dǎo)通區(qū)10LOGO4.CMOS電路的優(yōu)點(diǎn)（1）微功耗。CMOS電路靜
6、態(tài)電流很小，約為納安數(shù)量級(jí)。（2）抗干擾能力很強(qiáng)。輸入噪聲容限可達(dá)到VDD/2。（3）電源電壓范圍寬。多數(shù)CMOS電路可在3～18V的電源電壓范圍內(nèi)正常工作。（4）輸入阻抗高。（5）負(fù)載能力強(qiáng)。CMOS電路可以帶50個(gè)同類(lèi)門(mén)以上。（6）邏輯擺幅大。（低電平0V，高電平VDD）11LOGO2.5.2其它類(lèi)型的CMOS門(mén)電路負(fù)載管串聯(lián)（串聯(lián)開(kāi)關(guān)）1．CMOS或非門(mén)驅(qū)動(dòng)管并聯(lián)（并聯(lián)開(kāi)關(guān)）圖2-28CMOS或非門(mén)A、B有高電平，則驅(qū)動(dòng)管導(dǎo)通、負(fù)載管截止，輸出為低電平。10截止導(dǎo)通返回12LOGO該電路具有或非邏輯功能,即Y=A+B當(dāng)輸入全為低電平，兩個(gè)
7、驅(qū)動(dòng)管均截止，兩個(gè)負(fù)載管均導(dǎo)通，輸出為高電平。00截止導(dǎo)通113LOGO圖2-29CMOS與非門(mén)該電路具有與非邏輯功能，即Y=AB2．CMOS與非門(mén)負(fù)載管并聯(lián)（并聯(lián)開(kāi)關(guān)）驅(qū)動(dòng)管串聯(lián)（串聯(lián)開(kāi)關(guān)）14LOGO（1）電路結(jié)構(gòu)C和C是一對(duì)互補(bǔ)的控制信號(hào)。由于VTP和VTN在結(jié)構(gòu)上對(duì)稱(chēng)，所以圖中的輸入和輸出端可以互換，又稱(chēng)雙向開(kāi)關(guān)。3．CMOS傳輸門(mén)圖2-30CMOS傳輸門(mén)（a）電路（b）邏輯符號(hào)15LOGO若C=1（接VDD)、C=0（接地），當(dāng)0＜uI＜(VDD－
8、UT
9、)時(shí)，VTN導(dǎo)通；當(dāng)
10、UT
11、＜uI＜VDD時(shí)，VTP導(dǎo)通；uI在0~VDD之間變
12、化時(shí)，VTP和VTN至少有一管導(dǎo)通，使傳輸門(mén)TG導(dǎo)通。（2）工作原理（了解）若C=0（接地)、C=1（接VDD），uI在0~VDD之間變化時(shí)，VTP和VTN均截止，即傳輸門(mén)TG截止。16LOGO（3）應(yīng)用舉例圖2-31CMOS模擬開(kāi)關(guān)①CMOS模擬開(kāi)關(guān)：實(shí)現(xiàn)單刀雙擲開(kāi)關(guān)的功能。C=0時(shí)，TG1導(dǎo)通、TG2截止，uO=uI1；C=1時(shí)，TG1截止、TG2導(dǎo)通，uO=uI2。17LOGO圖2-32CMOS三態(tài)門(mén)(a)電路(b)邏輯符號(hào)當(dāng)EN=0時(shí)，TG導(dǎo)通，F(xiàn)=A；當(dāng)EN=1時(shí)，TG截止，F(xiàn)為高阻輸出。②CMOS三態(tài)門(mén)18LOGO2.6.1CMOS
13、門(mén)電路的使用知識(shí)1．輸入電路的靜電保護(hù)CMOS電路的輸入端設(shè)置了保護(hù)電路，給使用者帶來(lái)很大方便。但是，這種保護(hù)還是有限的。由于CMOS電路的輸入阻抗高，極易產(chǎn)生感應(yīng)較高的靜電電壓，從而擊穿MOS管柵極極薄的絕緣層，造成器件的永久損壞。為避免靜電損壞，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：2.6CMOS門(mén)電路和TTL門(mén)電路的使用知識(shí)及相互連接返回19LOGO（1）所有與CMOS電路直接接觸的工具、儀表等必須可靠接地。（2）存儲(chǔ)和運(yùn)輸CMOS電路，最好采用金屬屏蔽層做包裝材料。2．多余的輸入端不能懸空。輸入端懸空極易產(chǎn)生感應(yīng)較高的靜電電壓，造成器件的永久損壞。對(duì)多余的輸
14、入端，可以按功能要求接電源或接地，或者與其它輸入端并聯(lián)使用。20LOGO2.6.2TTL門(mén)電路的使用知識(shí)1．多余或暫時(shí)不用的輸入端不能懸空，可按以下方
