CMOS逻辑电路

CMOS逻辑电路

目 录

1 PMOS管和NMOS管 3

2 CMOS管 4

3 非门 5

4 与非门 6

5 或非门 8

6 三态门 8

7 传输门 9

8 组合与时序逻辑电路 10

9 R-S触发器 10

10 同步RS触发器 11

11 JK触发器 13

12 维持阻塞式D触发器 15

13 CMOS边沿D触发器 17

14 编码器 18

15 译码器 19

PMOS管和NMOS管

PMOS，指的是利用空穴來传导电性信号的金氧半导体。PMOS的电路符号如下图，而其结构则如右图所示，是由正型掺杂形成的漏极(drain)及源极(source)，与闸极(gate)及闸极下面的氧化层所构成。

PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通，适合用于源极接VCC时的情况（高端驱动）。但是，虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在高端驱动中，通常还是使用NMOS。

NMOS，指的是利用电子来传导电性信号的金氧半晶体管。NMOS的电路符号如下图，而其结构图如左图所示，是由负型掺杂形成的漏极与源极，与在氧化层上的闸极所构成。

NMOS的特性，Vgs大于一定的值就会导通，适合用于源极接地时的情况（低端驱动），只要栅极电压达到4V或10V就可以了。

CMOS管

CMOS是Complementary Metal Oxide
Semiconductor（互补金属氧化物半导体）的缩写。CMOS管有NMOS管和PMOS管构成，也称为反相器。具有低功耗，抗干扰能力强特点。

反相器电路，当V-in输入为低电平时，PMOS导通，电容充电，V-out输出为高；当V-in为高电平时，PMOS管截至，NMOS管导通，电容放电，V-out输出为低。

非门

非门对输入信号求反。

NMOS管非门：

输入X为高，NMOS导通，f输出为低。

输入X为低，NMOS截至，f输出为高。

CMOS管非门：

输入X为高，PMOS管截至，NMOS导通，f输出为低。

输入X为低，PMOS管导通，NMOS截至，f输出为高。

与非门

NMOS管与非门：

输入X1和X2都为高，NMOS导通，f输出为低。

其他情况，X1或X2有一个截至，f输出为高。

CMOS管与非门：

输入X1和X2都为高，两个PMOS管截至，两个NMOS导通，f输出为低。

其他情况，X1或X2有一个截至，f输出为高。

或非门

A和B有一个为1，输出为低。

三态门

输出除了0和1，还可以输出高阻态。

传输门

组合与时序逻辑电路

任何时刻输出仅取决于该时刻输入，没有记忆功能。

时序逻辑电路

任何时刻输出不仅取决于该时刻输入，而且与之前状态有关，有记忆功能。

双稳态概念

锁存器和触发器

R-S锁存器

特征方程

时序图

同步RS锁存器

时钟信号到达时，触发器状态才发生变化。

特征方程（CP=1）

真值表（CP=1）

时序图

空翻现象

D锁存器

JK触发器

真值表

时序图

维持阻塞式D触发器

真值表

时序图

CMOS边沿D触发器

编码器

用n位二进制代码对N=2^N个信号进行编码的电路。

逻辑电路

译码器

3-8译码器

逻辑电路
参考：电路基础课件