CMOS門電路


 

參考:https://wenku.baidu.com/view/8582501e964bcf84b9d57bd3.html

 

1.    CMOS與非門(P並N串)

 

2.    CMOS或非門(N並P串)

缺陷:隨着輸入信號的增多,串聯和並聯越來越多,會導致高電平信號拉低,低電平會被抬升。
 

3.    在輸入、輸出級加反相器

4.MOS傳輸門和雙向模擬開關

 因為上面是P溝道,開啟電壓為負;下面是N溝道,開啟電壓是正。

1)當C接低電平,C'接高電平時,兩者等效的電阻非常大,傳輸門斷開。

2)當C接高電平,C'接低電平時,或者T(P)導通,或者T(N)導通,或者同時導通,此時傳輸門導通。

3)CMOS傳輸門特點:當傳輸門導通時,當一管導通電阻減小,則另一管導通電阻就增加,由於兩管並聯運行,可近似認為開關的導通電阻近似為一個常數,約幾百歐,后接運放等輸入阻抗較大的器件時可忽略不計。

4)CMOS傳輸門應用——CMOS模擬開關

當傳輸門導通的時候,可以直接傳輸模擬信號,作模擬開關使用,可廣泛用於采樣-保持、數模/模數轉換、斬波電路中

5)利用CMOS傳輸門和CMOS反相器可以組合成各種復雜的邏輯電路,如異或門、數據選擇器、寄存器、計數器等。

三、CMOS集成門電路的特點
1.    靜態功耗低
例如:電源電壓V(DD)=5V時,MSI電路的靜態功耗<100mW,比較適合LSI電路

2.    電源電壓范圍寬
例如:CMOS4000系列V(DD)為3~18V

3.    輸入阻抗高
例:正常工作的CMOS集成電路工作頻率較低時,直流輸入阻抗>100MΩ

4.    邏輯擺幅大
例:空載時輸出高電平V(OH)=(VDD-0.05V)~VDD;輸出低電平V(OL)=VSS~(VSS+0.05)

 

5.    噪聲容限大,抗干擾能力強
        噪聲容限是指在保證邏輯功能的前提下,對於輸入信號(前級輸出的標准電平)來說,在此輸入信號電平基礎上允許疊加的噪聲(或干擾)電壓的值。

        CMOS集成電路的輸入電壓噪聲容限可達電源電壓的45%,而且高低電平噪聲容限基本相等。

        一般,VDD越高,噪聲容限越大。

6.    扇出能力強

扇出系數是指門電路輸出最多能帶同類門的個數,ta反映了門電路最大帶負載的能力。

例:低頻工作時,一個CMOS門電路輸出端可驅動50個以上的CMOS器件的輸入端。

7.    溫度穩定性好,且有較強的抗輻射能力;
       集成度高,成本低;

 8. CMOS集成電路的不足

 4000系列的工作速度一般比TTL電路低;

    功耗隨頻率升高而顯著增大。

 


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