CMOS门电路详解

MOS管的开关特性  

在CMOS集成电路中，以金属－氧化物－半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor  简称MOS)作为开关器件

MOS管的结构和工作原理

MOS管的输入、输出特性

对于共源极接法电路，闪击和衬底之间被二氧化硅绝缘层隔离，所以栅极电路为零

共源极接法电路：图a

夹断层（截止层）

条件：整个沟道都夹断

特点：

用途：做无触点、断开状态的电子开关

可变电阻区

条件：源端与漏端沟道都不夹断

特点:

(1)当v_GS为定值时,i_D是v_DS的线性函数，管子的漏源间呈现为线性电阻，且其阻值受v_GS控制

(2)管压降v_DS很小。

用途：做压控线性电阻和无触点的、闭合状态的电子开关。

恒流区（放大区或饱和区）

条件:

(1)源端沟道未夹断

(2)漏端沟道予夹断

特点:

(1)受控性： 输入电压v_GS控制输出电流

(2)恒流性：输出电流i_D 基本上不受输出电压v_DS的影响

用途:可做放大器和恒流源

MOS管的基本开关电路

电路断开

电路导通

MOS管的四种基本类型

CMOS反相器工作原理

当NMOS管和PMOS管成对出现在电路中，且二者在工作中互补，称为CMOS管(意为互补)

电路结构如下图：

其他类型的CMOS门电路

与非门

任一输入端为低，设v_A=0

 

输入全为高电平

 

或非门

任一输入端为高，设v_A=1

 

输入端全为低

CMOS电路的优点  

1. 静态功耗小

2. 允许电源电压范围宽(3~18V）。

3.  扇出系数大，噪声容限大。