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CMOS反相�
閱讀�190190時間�2011-05-20 16:39:40

  CMOS反相�由一個P溝道增強(qiáng)型MOS管和一個N溝道增強(qiáng)型MOS管串�(lián)組成。通常P溝道管作為負(fù)載管,N溝道管作為輸入管。這種配置可以大幅降低功�,因為在兩種邏輯狀�(tài)�,兩�晶體管中的一個總是截止的。處理速率也能得到很好的提�,因為與NMOS型和PMOS型反相器相比,CMOS反相器的電阻相對較低�

工作原理

CMOS反相器

  兩個MOS管的開啟電壓VGS(th)P<0� VGS(th)N >0,通常為了保證正常工作,要求VDD>|VGS(th)P|+V GS(th)N。若輸入vI為低電平(�0V),則�(fù)載管�(dǎo)通,輸入管截�,輸出電壓接近VDD。若輸入vI為高電平(如VDD),則輸入管導(dǎo)通,�(fù)載管截止,輸出電壓接�0V�

  綜上所�,當(dāng)vI為低電平時vo為高電平;vI為高電平時vo為低電平,電路實�(xiàn)了非邏輯�(yùn)�,是非門——反相器�

主要特�

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  (1)CMOS反相器的電壓傳輸特性曲線可分為五個工作區(qū)�

CMOS反相器電壓傳輸特性

  工作區(qū)Ⅰ:由于輸入管截�,故vO=VDD,處于穩(wěn)定關(guān)�(tài)�

  工作區(qū)Ⅲ:PMOS和NMOS均處于飽和狀�(tài),特性曲線急劇變化,vI值等于閾值電壓Vth�

  工作區(qū)Ⅴ:�(fù)載管截止,輸入管處于非飽和狀�(tài),所以vO�0V,處于穩(wěn)定的開態(tài)�

  (2)CMOS反相器的電流傳輸特性曲�,只在工作區(qū)Ⅲ時,由于負(fù)載管和輸入管都處于飽和導(dǎo)通狀�(tài),會�(chǎn)生一個較大的電流。其余情況下,電流都極小�

CMOS反相器電流傳輸特性

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特點(diǎn)

  (1)  靜態(tài)功耗極低。在�(wěn)定時,CMOS反相器工作在工作區(qū)Ⅰ和工作區(qū)�,總有一個MOS管處于截�?fàn)顟B(tài),流過的電流為極小的漏電��

  (2)  抗干擾能力較�(qiáng)。由于其閾值電平近似為0.5VDD,輸入信號變化時,過渡變化陡�,所以低電平噪聲容限和高電平噪聲容限近似相等,且隨電源電壓升�,抗干擾能力增強(qiáng)�

  (3) 電源利用率高。VOH=VDD,同時由于閾值電壓隨VDD變化而變�,所以允許VDD有較寬的變化范圍,一般為+3�+18V�

  (4)  輸入阻抗高,帶負(fù)載能力強(qiáng)�

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