9.数电复刻 之 CMOS反相器+其他类型CMOS门电路

---

一：消耗

1.静态：

就是N P两个有一个截止，一个导通时
因为有一个MOS管完全截止，所以电流很小，即功耗很小

2.动态：

即两个MOS管状态变化的过程
(从一个稳定工作状态到另一个稳定状态)

功耗分为两部分
1.P_C ：负载电容充放电
2.P_L ：BC段(P N同时导通)时，产生电流

计算：
如图所示：

P_动 = P_C + P_L

---

---

四：扇出系数(Fan-out)

1.定义：扇出 = 一个门电路的输出端可以驱动同种门电路的个数
2.计算：
如图所示：

---

---

五：其他CMOS门电路

1.之前所述都 非 门，下面说说其他的几种门

涉及电路图，手写吧：

2.输入电阻

a.“非”门：
从输出端往输入端看：R = V/I = 导通MOS管的导通内阻
：输出为0 = N型MOS的导通内阻
：输出为1 = P型MOS的导通内阻

b.两输入“与非”门：
R = V/I = 导通MOS管组的内阻
：输出为0 = 2×R_N型mos
：输出为1 = ！！！注意，并联不需要都导通，有两种情况！！
1/2×R_p型mos ：只有一个导通
or
R_p型mos ：两个全导通

我们发现在 与非/或非 电路中，输入电阻和输入状态有关
这显然是危险的，在面对多输入的情况下，我们无法把握输出电阻
所以我们研究下面这种优化办法

3.缓冲级

涉及电路图，手写
基本思路：

(AB)' = A'+ B' ={(A' + B')'}'

所以：

因为CMOS的输入电阻很大，所以我们认为每个CMOS对前面一级的影响很小，所以输出电阻 只取决于 最后一个非门电路

---

---

六.漏极开路输出门电路Open-Drain Output

（OD门）

---

1.目的：

---

为了满足输出电平变换、吸收大负载电路、线与连接

---

2.结构：

a.提供大电流：V_DD2可以大于V_DD，所以输出电流可以大

b.电平转化：本身相当于一个开关电路，
输入为高电平，输出为低电平
输入为低电平，输出为高电平

c.线与：实现与逻辑

两个OD门，将输出连接在一起，然后连接同一个上拉电阻和V_DD2

普通的CMOS门电路不可将输出端连接在一起，否则会短路

因为当Y1，Y2（两个OD门各自的输出）只要一个为0，则表示输出与地导通，则输出为0，则Y1 Y2 和Y之间是 与 的关系

而 Y1 等于(AB)’, Y2 等于(CD)’

所以 Y = (AB)' (CD)' =(AB + CD)'

---

---