24Mos逻辑门 >单极型 MOS(Metal Oxide semiconductor) 集成电路分PMOS、NMOS和CMOS三种 01>NMOS电气性能较好,工艺较简单,适合 制作高性能的存储器、微处理器等大规模 00集成电路。 0而由NMOS和PMOS构成的互补型CMos 10路以其性能好、功耗低等显著特点,得 100到愈来愈广泛的应用。 00主要介绍NMOS和CMOS门电路。 0101000
2.4 MOS逻辑门 ➢单极型MOS(Metal Oxide Semiconductor) 集成电路分PMOS、NMOS和CMOS三种。 ➢NMOS电气性能较好，工艺较简单，适合 制作高性能的存储器、微处理器等大规模 集成电路。 ➢而由NMOS和PMOS构成的互补型CMOS 电路以其性能好、功耗低等显著特点，得 到愈来愈广泛的应用。 ➢主要介绍NMOS和CMOS门电路
NMOS管的开关特性 >MOS管和晶体管一样可以当开关用 如图所示,RD为负载电阻,T为负载 01010100 DD 10010101 00101010 01010010 R D 10010010 D 10010101 00101001 R G 0101000 G
NMOS管的开关特性 ➢ MOS管和晶体管一样可以当开关用。 ➢ 如图所示，RD为负载电阻，T为负载。 VDD RD VI VO RG G T S D
NMOS管的开关特性 >当用增强型NMOS做工作管时,如输入电压v为 高电平(大于开启电压)则NMOS管导通,开 关闭合,输出电压v为低电平。 01010100 10010101 DD DD 00101010 01010010 R 10010010 D D 10010101 D 00D001R G S G
NMOS管的开关特性 ➢ 当用增强型NMOS做工作管时，如输入电压vI为 高电平（大于开启电压VT）则NMOS管导通，开 关闭合，输出电压vO为低电平。 VDD RD VI VO RG G S D VDD RD VI VO RG G T S D
NMOS管的开关特性 >输入电压v为低电平时则NMOS管截止,开 关断开,输出电压v为高电平 01010100 DD 10010101 DD 00101010 R D 01010010 R D D 10010010 D R 10010101 R 口 G 0010I0 S 0101000 G
NMOS管的开关特性 ➢ 输入电压vI为低电平时则NMOS管截止，开 关断开，输出电压vO为高电平。 VDD RD VI VO RG G S D VDD RD VI VO RG G T S D
PMOS管的开关特性 DD DD R 01010100 R D 10010101 D D F 00101010 F 010110 T A=0 G S G 10010101 00101001 A=1,开关断开,P=04=0,开关闭合,F=15
PMOS管的开关特性 -VDD RD VI VO A G T S D F -VDD RD VI VO G S D F A=0 A=1，开关断开，F=0 -VDD RD VI VO G S D F A=1 A=0，开关闭合，F=1
1.NMOS门电路 >(1)NMOS反相器 >(2)NMOS与非门 01010 0o0(3NMOS或非门 00(4NMOS与或非门 0101(5)NMOS异或门 10(6NMOS三态门 10010101 00101001 0101000
⒈ NMOS 门电路 ➢⑴NMOS 反相器 ➢⑵NMOS 与非门 ➢⑶NMOS 或非门 ➢⑷NMOS 与或非门 ➢⑸NMOS 异或门 ➢⑹NMOS 三态门
NMoS反相器 T管为工作管(驱动管、控制管),T2管为负载管, 故此电路称为有源负载反相器。 DD 01010100 10010101 00101010 G 。然 01019910 IH VO OH hillii 100101 0v。0、Q D2 BSP D 00101001 s2)。n为高电平时 010100 图25饱和型NMOS反相器v为低电平
⑴NMOS反相器 ➢ T1管为工作管(驱动管、控制管)，T2管为负载管， 故此电路称为有源负载反相器。 ➢T2管： VGD=VGSVDS=0<VT，故T2管 工作在饱和区，T2 管称饱和型负载管， 总是处于导通状态。 ➢vI为高电平且vI＞ VT1时，T1、T2管同 时导通，输出电压vO 为两个管子的导通电 阻对VDD的分压，即 vo =VDDRDS1/(RDS1+RD S2)。vI为高电平时， vO为低电平。 ➢当输入电压vI为低 电平时(vI＜VT1)，T1 管截止，输出为高电 平(vO=VOH=VDD-VT2)。 VDD T2 T1 vO vI VIL VIH VOH VOL 图 2-25 饱和型 NMOS 反相器 G G D S S D ➢为了保证在T1和T2 同时导通时满足RDS1 ＜＜RDS2，制造时使 T1、T2在结构上有不 同的宽长比，即W1 /L1 ＞＞W2 /L2
(NMOS反相器 >饱和型负载反相器有两个缺点: DD 01010100 魔业 D 载时 10010101 G 00101010 报笔曲 OOH 件 01010m v G TI 布 图23饱和型NOS反相排糕挺输 10010101v S 00101001 c电源电。 车增大
⑴NMOS反相器 ➢饱和型负载反相器有两个缺点： ➢①输出高电平低。 由于负载管T2导通时 导通时，栅源间至少 要保持等于开启电压 VT2的电压，所以输出 高电平较电源电压低 一个开启电压值。为 了保证有足够高的输 出高电平，必须增大 电源电压。 ➢②为了保证输出 低电平足够低，要 求RDS2相应的增大， 造成工作管关闭时， 输出端杂散电容或 负载电容CO的充电 时间较长，使输出 电压上升沿拖长， 降低了工作速度。 ➢对同一个MOS负载 管，若要提高电路的 速度，就必须减小其 导通电阻，让它工作 在非饱和区，即工作 在可变电阻区。这样， 可以提高电路的工作 速度，降低电路的功 率损耗。 VDD T2 T1 vO vI VIL VIH VOH VOL 图 2-25 饱和型 NMOS 反相器 G G D S S D
(1)NMOS反相器 大学 非饱和型有源负载反相器如图226所示。 >该反相器负载管 GG DD 01010100 的栅极采用独立电 10010101 源 GG> 当V GGDD 00101010 >Hn时,负载管2 010J10 Vo yoH 工作在非饱和区 输出电平可接近 VD值,电路的工 10010101 作速度提高功率 00图26非饱和型NMs反相器损耗降低 0101000 >缺点是增加了一 个电源a
⑴NMOS反相器 ➢ 非饱和型有源负载反相器如图2-26所示。 ➢该反相器负载管 的栅极采用独立电 源VGG，当VGG-VDD ＞VT2时，负载管T2 工作在非饱和区。 输 出 电 平 可 接 近 VDD值 ， 电路的 工 作速度提高，功率 损耗降低。 ➢缺点是增加了一 个电源。 VDD T2 T1 vO vI VIL VIH VOH VOL 图 2-26 非饱和型NMOS 反相器 VGG
(2)NMOS与非门 具有两个输入端的NMOs与非门电路如图2-27所 小 DD 01010100 >当输入A、B都为 10010101 高电平时,串联 F的两个工作管 00101010 F T2都导通电路 01010010 1Q4b00 口 sederot 的输出即为低电 B T.平 10010101 00101001 B 图2-27NMOS与非门一
⑵NMOS与非门 ➢ 具有两个输入端的NMOS 与非门电路如图2-27所 示。 VDD T3 T2 F A 图 2-27 NMOS与非门 T1 B ➢ 当输入A、B都为 高电平时，串联 的两个工作管T1、 T2都导通，电路 的输出即为低电 平； A B VDD F T1 T2 T3