数字电子技术基础(四):门电路(CMOS)必看 |
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CMOSMOS管1、CMOS反相器(非门)2、CMOS与非/或非门3、漏极开路输出门电路(OD门)4、CMOS传输门5、CMOS异或门6、CMOS三态输出门电路(输出缓冲器)
CMOS
CMOS是Complementary Metal Oxide Semiconductor(互补金属氧化物半导体)的缩写。 首先说说CMOS是什么? 网络论坛上已经吵翻天了 大家如果稍微有点时间的话,可以看看,很有趣。 通常所说的CMOS是什么意思? 很多人直接认为CMOS就是MOS对管,也有人认为CMOS是一种半导体技术,不是指具体的MOS对管。 先看看百度百科对CMOS的解释 好吧,模棱两可,中庸之道。 我们再看看维基百科 is a fabrication process ,是一种设计工艺) 好吧,也是技术(工艺),我认为都可以,完全看自己怎么理解了。 CMOS 技术被使用在微处理器,微控制器,SRAM,和其他数字逻辑电路。CMOS 技术也在几个模拟电路也使用了,例如作为图像传感器(CMOS 传感器),现在很多图像传感器都是基于CMOS。 在CMOS电路中,以及集成电路中,MOS管都是很重要的元件,是构成电路的基本元件。 而CMOS电路中的基本单元是MOS对管,就是使用P沟道和N沟道MOS对接的一种电路。 具体电路如下(这也是CMOS反相器的电路) MOS管MOS管分为:N沟道增强型、P沟道增强型、N沟道耗尽型、P沟道耗尽型。 g:栅极 d:漏极 s:源极 上图是N沟道增强型MOS管,工作原理如下: 1、当栅极和源极两端不加电压,Vgs = 0,漏极和源极之间只是两只背向的PN结,不存在导电沟道,因此即使漏极和源极两端之间加电压,Vds != 0,也不会有漏极电流。 2、当Vds = 0,且Vgs > 0时,由于绝缘层存在,栅极电流为0。但是栅极金属层将聚集正电荷,他们排斥P型衬底靠近绝缘层一侧的空穴,使之剩下的不能移动的负离子区,形成耗尽层,如下图: 当Vgs增大时,一方面耗尽层增宽,另一方面将衬底的自由电子吸引到耗尽层和绝缘层之间,形成一个N型薄层(反型层),这个反型层就构成了漏极和源极之间的导电沟道。 使沟道刚刚形成的Vgs为开启电压,Vgs越大,反型层越大,导电沟道电阻越小。 1、CMOS反相器(非门)其中T1为P沟道增强型MOS管,其中T2为N沟道增强型MOS管 2、CMOS与非/或非门 3、漏极开路输出门电路(OD门)OD门输出电路是一个漏极开路的N沟道增强型MOS管TN OD门符号中,菱形下方的横线表示输出低电平时为低输出电阻 OD门工作时,必须将输出端经上拉电阻接到电源上,而两个OD门可以构成线与电路 4、CMOS传输门CMOS传输门用于将电压取倒数 5、CMOS异或门 6、CMOS三态输出门电路(输出缓冲器)其中,逻辑符号中 ,EN’连接的○代表低电平有效 EN = 0时,Y = A’; EN = 1时,Y = Z(高阻态)(X代表不定态) 注:以上图片大多截取自《数字电子技术基础(阎石)》和《模拟电子技术基础》 |
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