数字电子技术 第3章 3 MOS逻辑门电路 51.pptVIP

集成逻辑门的分类 3.4 MOS逻辑门电路 一、CMOS门电路 1．CMOS反相器的工作原理 3. CMOS电路的优点 （1）CMOS与非门 （4） 应用举例 三、改进的CMOS电路 高速CMOS电路 Bi-CMOS电路 输出级采用双极型三极管。低功耗、低RO。 小 结 CMOS与TTL接口 CMOS门的驱动能力不适应TTL门的要求，可采用专用的CMOS—TTL电平转换器 当用CMOS驱动TTL时 转换器 本章主要介绍了有关逻辑电路的基本概念和TTL、MOS等集成逻辑门 ? TTL电路输入级采用多发射极晶体管，输出级采用推拉式结构，所以工作速度较快，带负载能力较强，是目前使用最广泛的一种集成逻辑门。应掌握好TTL门电气特性和参数。 ? MOS电路属于单极型电路，CMOS电路是重点，具有高速度、功耗低、扇出大、电源电压范围宽、抗干扰能力强、集成度高等一系列特点，使之在整个数字集成电路中占据主导地位的趋势日益明显。 练习题 1、有两个相同型号的TTL与非门，对它们进行的测试结果如下所示。试问在输入相同高电平时，哪个抗干扰能力强？在输入相同低电平时，哪个抗干扰能力强？ ※ 参考答案： 对TTL与非门而言，开门电平的大小反映了高电平抗干扰能力，开门电平越小，在输入高电平时的抗干扰能力越强；关门电平的大小反映了低电平抗干扰能力。关门电平越大，在输入低电平时的抗干扰能力越强。 所以，甲的抗干扰能力比乙的强。 一句话：谁的逻辑不明区窄，谁的抗干扰能力就强。 ※ 2、一个三输入TTL或非门，有两个输入端分别接A和B，另一个输入端经10KΩ接地，该或非门的输出为（ ）。 参考：或非门的输出F=A+B+1=0。 判断题 1、一个门能带10个门说明它的扇出系数等于10。（ ） 2、CMOS门的工作速度一定比TTL门的工作速度低。（ ） 参考：错。因为扇出系数为带同类门的个数。 参考：错。并非一定。 ※ 3、传输延迟时间短的逻辑门的工作速度就一定快。（ ） 参考：正确。 * 集 成 逻 辑 门 双极型集成逻辑门 MOS集成逻辑门 按器件类型分 PMOS NMOS CMOS TTL、ECL I2L、HTL 高阈值逻辑（High Threshold Logic，简称HTL） 发射极耦合逻辑（Emitter Coupled Logic，简称ECL） 集成注入逻辑（Integrated Injection Logic，简称I2L） NMOS反相器 NMOS门电路 CMOS门电路 (重点) CMOS 由PMOS管和NMOS管共同构成的互补型MOS即为 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor ) PMOS NMOS PMOS NMOS Vss 源极电源电压, 在 CMOS 电路中指负电源, 在单电源时指零伏或接地 VDD 导通电阻相当小 NMOS管的电路符号及转移特性 (a) 电路符号 （b）转移特性 D接正电源 截止 导通 CMOS电路中一律采用增强型MOS管。 （1） NMOS管的开关特性 牢记：后面要用 *MOS管都是是双向导通的么？ MOS管从结构上来说实际上有4个电极，G/D/S和B衬底（Bulk）。虽然说NMOS电流可以从D流向S也可以从S流向D，但是衬底B应该接最低电位，对于N管就是负电位；对于P管就是正电位。也就是说D/S互换使用时，B也要改变连接的位置。而在多数分立的MOS管中已经把B和定义为S的沟道一端连在一起了 （出厂时），只引出G/D/S三个电极，除非有的MOS管B极另有用途而单独引出。这样一来如果D/S交换，开启电压/跨导/通导电阻等参数都会变坏，所以一般不建议这样使用。要求双向导电的场合，可以用N管与P管并联的电路结构（比如CMOS传输门）。? NMOS管的开关特性表示 开关断开 uiUTN 开关闭合 uiUTN 在数字电路中，BTL半导体三极管不是工作在截止区，就是工作在饱和区，而放大区仅仅是一种瞬间即逝的工作状态。MOS管也一样：在数字电路中，MOS管不是工作在截止区，就是工作在可变电阻区，恒流区只是一种瞬间即逝的过度状态。 PMOS管的电路符号及转移特性 (a) 电路符号 （b）转移特性 D接负电源 导通 导通电阻相当小 截止 （2） PMOS管的开关特性 牢记：后面要用 CMOS反相器 其它逻辑功能的CMOS门电路 CMOS反相器 PMOS管 负载管 NMOS管 驱动管 设开启电压|UTP|=UTN （1）基本电路结构 CMOS反相器 为了电路能正常工作