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  • cmos传输门

    2012-02-10 13:14:44
    cmos传输门
  • CMOS传输门

    2020-10-20 21:23:37
    如下图,当c=0,则c‾\overline{c}c=1,两只管子T1和T2均截止;当c=1,则c‾\overline{c}c=0,两只管子中至少有一只是导通的,Uo≈Ui 。CMOS传输门电路如下:

    如下图,当c=0,则c\overline{c}=1,两只管子T1和T2均截止;当c=1,则c\overline{c}=0,两只管子中至少有一只是导通的,Uo≈Ui 。CMOS传输门电路如下:在这里插入图片描述

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  • 针对CMOS传输门工作特性的实验验证,提出了在计算机上应用Multisim仿真软件仿真CMOS传输门传输特性的方法,即用Multisim软件中的函数发生器提供正弦信号、三角信号和脉冲数字信号,用虚拟仪器中的双踪示波器显示输入...
  • CMOS D触发器足主-从结构形式的一种边沿触发器,CMOS T型触发器、JK触发器、计数单元、移位单元和各种时序电路都由其组成,...根据CMOS传输门的工作原理和图中控制信号的极性标注可知,当传输门TG1、TG4导通时,TG2、T
  • CMOS传输门(TransmissionGate)是一种既可以传送数字信号又可以传输模拟信号的可控开关电路。CMOS传输门由一个PMOS和一个NMOS管并联构成,其具有很低的导通电阻(几百欧)和很高的截止电阻(大于10^9欧)。 所谓...
  • CMOS传输门组成的边沿JK触发器4027实验电路multisim源文件,multisim10及以上版本可以正常打开仿真,是教材上的电路,可以直接仿真,方便大家学习。
  • 介绍了cmos传输门的性质,感觉挺好的,门准哪天还能用上呢!
  • 数字电路基础知识——CMOS门电路 (与非门、或非、非门、OD门、传输门、三态门) 一、二极管门电路 二、CMOS 门电路 反相器(非门) 常用的逻辑门:或非门、与非门 相同面积的cmos与非门和或非门哪个更快——与非门会...

    数字电路基础知识——CMOS门电路 (非门、或非门、与非门、或门、与门、与或非门、异或门、OD门、传输门、三态门)
    先了解二极管门电路逻辑,再次介绍CMOS门电路,也是IC中用的最广泛的门电路。
    主要了解与非门、或非门以及相同面积的cmos与非门或非门哪个更快。OD门、传输门、三态门。

    一、二极管门电路

    CMOS门电路介绍之前,先介绍二极管门电路:

    1. 与门

    只要有一个为低电平,Y端就被拉低到0.7V
    在这里插入图片描述

    2. 或门

    只要有一个为高电平,Y端就被拉高到2.3V
    在这里插入图片描述

    3. 二极管门电路的缺点

    输出的高低电平数值和输入的高低电平不相等,相差一个导通电压,如果输出作为下一级门输入信号,将发生高、低电平偏移
    输出端对地接上负载电阻,组在电阻的改变会影响输出高电平。因此,这种电路只用作IC内部的逻辑单元,并不能作为输出端直接驱动负载

    二、CMOS 门电路

    1. 反相器(非门)

    反向器的介绍可以参考
    数字电路基础知识——反相器的相关知识(噪声容限、VTC、转换时间、速度的影响因素、传播延时等)

    2. 常用的逻辑门:或非门、与非门

    除了反相器,比较常用的有 或非门、与非门、或门、与门、与或非门、异或门等。
    逻辑表达式分别为:
    Y=(AB)’
    T=(A+B)'

    在这里插入图片描述
    下面主要了解下与非门其缺点、和改进的电路.

    主要缺点
    1)输出电阻R0受输入状态影响,即输出电阻不一样,能够相差四倍。如:
    A=1, B=1,则R0 = Ron2 + Ron4 = 2Ron
    A=0, B=0,则R0 = Ron2 // Ron4 = 1/2Ron
    A=0, B=1,则R0 = Ron1 = Ron
    A=0, B=0,则R0 = Ron3 = Ron

    2)输出的高低电平受输入端数目的影响
    输入端越多,,串联的驱动管数目也越多,输出的VOL越高,VOH也更高。
    当输入端全部为低电平时,输入端越多负载并联的数目越多,输出的高电平VOH也越高。

    3)使T2、T4的Vgs达到开启电压时,对应的Vi也会不同

    相同面积的cmos与非门和或非门哪个更快——与非门会更优

    学过半导体器件都知道,电子迁移率是空穴的2.5倍(在硅基CMOS工艺中),运算就是用这些大大小小的MOS管驱动后一级的负载电容,翻转速度和负载大小一级前级驱动能力相关。为了上升延迟和下降延迟相同,PMOS需要做成NMOS两倍多大小

    载流子的迁移率,对PMOS而言,载流子是空穴;对NMOS而言,载流子是电子。

    PMOS采用空穴导电,NMOS采用电子导电,由于PMOS的载流子的迁移率比NMOS的迁移率小,所以,同样尺寸条件下,PMOS的充电时间要大于NMOS的充电时间长

    在互补CMOS电路中,与非门是PMOS管并联,NMOS管串联,而或非门正好相反,所以,同样尺寸条件下,与非门的速度快,所以,在互补CMOS电路中,优先选择与非门。

    针对上面问题进行改进
    在这里插入图片描述
    采用或非门加反相器(缓冲器 就是与非门,如上图所示。
    带缓冲的门电路,输出电阻、输出的高低电平以及电压传输特性将不受输入端状态的影响

    对于或非门,则是与非门加缓冲器。

    3. OD门(漏极开路的门电路)

    OD门:为了满足输出电平的转换,吸收大负载电流以及线与逻辑,将MOS改为漏极开路

    OD输出的与非门结构图如下:
    OD门工作必须接上拉电阻RL到电源上。
    在这里插入图片描述

    OD门的应用:可以将多个OD门输出端直接相连,实现线与逻辑,即将输出并联使用,可以实现线与或用作电平转换和驱动。如下图所示:
    Y1、Y2中任何一个为低电平,输出都为低电平,同时为高时,输出才为高电平。
    在这里插入图片描述

    4. 传输门

    CMOS传输门:利用P沟道MOS管和N沟道MOS管互补的特性连接如下图

    T1是N沟道增强型MOS管,T2是P沟道增强型MOS管。T1和T2的源极和漏极分别相连作为传输门的输入端和输出端。C和C’是互补的控制信号。
    在这里插入图片描述
    由于CMOS传输门的结构是对称的,所以,输出端和输入端可以互换,是一个双向器件。
    CMOS传输门的应用:
    1)传输门和反相器构成异或门电路
    在这里插入图片描述
    A=1,B=0,TG1截止,TG2导通,Y=B’=1
    A=0,B=1,TG1导通,TG2截止,Y=B=1
    A=0,B=0,TG1导通,TG2截止,Y=B=0
    A=1,B=1,TG1截止,TG2导通,Y=B‘=0

    2)模拟开关:
    由传输门和一个反相器组成,双向器件。
    在这里插入图片描述
    传输连续变化的模拟电压信号。

    5. 三态门

    1)高阻态:
    三态门除了高低电平,还有第三个状态——高阻态。
    高阻态:电路的一种输出状态,既不是高电平也不是低电平,如果高阻态再输入下一级电路的话,对下级电路无任何影响,可以理解为断路,不被任何东西所驱动,也不驱动任何东西。

    三态门常用在IC的输出端,也称为输出缓冲器

    2)下图是CMOS三态输出反相器的结构:
    在这里插入图片描述
    当EN’=0时,Y=A’:
    A=1,G4、G5的输出为高电平,T1截止、T2导通,Y=0;
    A=0,G4、G5的输出为低电平,T1导通、T2截止,Y=1;
    当EN’=1时,不管A为高低状态,G4输出高电平,G5输出低电平,T1和T2同时截止,输出呈现高阻态。

    3)三态门的应用:
    减少各单元之间的连线数目:
    在这里插入图片描述
    数据的双向传输:
    在这里插入图片描述
    4)还有几种常见的三门结构:
    在这里插入图片描述
    图一:
    三态非门,当~ EN为1时,最上面的PMOS和最下面的NMOS管截止,无论A取什么状态,输出为高阻态,反之输出为 Y= ~ A

    图二:
    利用一个与非门,得到三态缓冲门,当~EN为高电平时,最上面的PMOS管截止,输出为高阻态,反之,输出为 Y=A

    图三:
    三态非门,在反相器后面加一个传输门,当~EN为低电平,传输门导通,输出 Y = ~A,反之传输门截止,输出高阻态。如果想要EN高电平有效,交换传输门上下端子的反相器即可。

    图四:
    利用一个与非门,得到三态缓冲门,当~EN为高电平时,最上面的PMOS管截止,输出为高阻态,反之,输出为 Y=A

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  • 【 什么是CMOS ?】 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 两种模式(拉电流、灌电流) ①拉电流 高电平输出时,一般是输出端对负载提供电流,其提供电流的...

    【 1. MOS管】

    MOS管:绝缘栅型场效应管。
    在这里插入图片描述

    【 2. CMOS电路】

    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(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)。

    电路结构

    在这里插入图片描述

    拉电流

    如下图所示,输入低电平,经过CMOS反相器,输出为高电平。电流从CMOS流向负载,该电流称为拉电流。
    在这里插入图片描述

    灌电流

    如下图示,输出高电平,经过CMOS反相器,输出为低电平。电流从负载流向CMOS,该电流称为灌电流。
    在这里插入图片描述

    【 3. 多余输入端的处理】

    在这里插入图片描述

    【 4. 扇出系数】

    扇出系数:逻辑门所能够驱动同类门(输入端)的个数。
    在这里插入图片描述

    【 5. 输入噪声容限】

    因为在将许多门电路相互连接组成系统时,前一级门电路的输出就是后一级门电路的输入,即允许前一级输出电压的变化范围称为输入噪声容限。

    提高噪声容限的方法

    增大VDD
    在这里插入图片描述

    【 6. 电压、电流的传输特性】

    在这里插入图片描述

    【 7. 静态输入、输出特性】

    静态输入特性

    在这里插入图片描述

    静态输出特性

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述在这里插入图片描述

    【 8. 动态特性】

    ①传输延迟时间

    在这里插入图片描述

    ②交流噪声容限

    在这里插入图片描述

    ③动态消耗

    逻辑电路输出状态发生变化时的消耗,包括两种:PT、PC。
    在这里插入图片描述在这里插入图片描述在这里插入图片描述

    【 9.其他类型的CMOS门电路】

    一 . 普通电路

    ①与非门

    在这里插入图片描述

    ②或非门

    在这里插入图片描述

    二. 带缓冲极的CMOS门

    ①与非门

    在这里插入图片描述在这里插入图片描述

    ②与非门CMOS缺点解决办法

    在这里插入图片描述

    三. OD门 (漏极开路的门电路)

    在这里插入图片描述
    OD线CMOSY=(AB)OD门:可实现线与功能的与非门CMOS结构电路Y=(AB)'
    在这里插入图片描述

    ①电平转换

    在这里插入图片描述

    ②线与功能

    在这里插入图片描述

    四. CMOS传输门及双向模拟开关

    ①传输门

    在这里插入图片描述

    ②双向模拟开关

    在这里插入图片描述

    五. 三态输出门

    ①电路结构

    在这里插入图片描述
    线CMOS三态门:可实现总线功能的非门CMOS结构门电路

    ②用途

    在这里插入图片描述在这里插入图片描述

    【 10.CMOS门电路优点】

    在这里插入图片描述

    【 11. CMOS命名】

    在这里插入图片描述

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  • 数字电路基础知识——CMOS门电路 (非门、或非门、与非门、或门、与门、与或非门、异或门、OD门、传输门、三态门)先了解二极管门电路逻辑,再次介绍CMOS门电路,也是IC中用的最广泛的门电路。主要了解与非门、或非门...

    数字电路基础知识——CMOS门电路 (非门、或非门、与非门、或门、与门、与或非门、异或门、OD门、传输门、三态门)


    先了解二极管门电路逻辑,再次介绍CMOS门电路,也是IC中用的最广泛的门电路。


    主要了解与非门、或非门以及相同面积的cmos与非门或非门哪个更快。OD门、传输门、三态门。

    一、二极管门电路

    CMOS门电路介绍之前,先介绍二极管门电路:

    1. 与门

    只要有一个为低电平,Y端就被拉低到0.7Vc486bd0e920994c4e01c0b78c2d68e59.png

    2. 或门

    只要有一个为高电平,Y端就被拉高到2.3Vcb612cc2244f5370c8860cade31c6be7.png

    3. 二极管门电路的缺点

    输出的高低电平数值和输入的高低电平不相等,相差一个导通电压,如果输出作为下一级门输入信号,将发生高、低电平偏移
    输出端对地接上负载电阻,在电阻的改变会影响输出高电平。因此,这种电路只用作IC内部的逻辑单元,并不能作为输出端直接驱动负载

    二、CMOS 门电路

    1. 反相器(非门)

    反向器的介绍可以参考
    数字电路基础知识——反相器的相关知识(噪声容限、VTC、转换时间、速度的影响因素、传播延时等)

    2. 常用的逻辑门:或非门、与非门

    除了反相器,比较常用的有 或非门、与非门、或门、与门、与或非门、异或门等。
    逻辑表达式分别为:Y=(AB)’
    T=(A+B)'
    d5a291cc63bff90db0ca3594fcb8c247.png
    下面主要了解下与非门其缺点、和改进的电路.

    主要缺点
    1)输出电阻R0受输入状态影响,即输出电阻不一样,能够相差四倍。如:
    A=1, B=1,则R0 = Ron2 + Ron4 = 2Ron
    A=0, B=0,则R0 = Ron2 // Ron4 = 1/2Ron
    A=0, B=1,则R0 = Ron1 = Ron
    A=0, B=0,则R0 = Ron3 = Ron

    2)输出的高低电平受输入端数目的影响
    输入端越多,,串联的驱动管数目也越多,输出的VOL越高,VOH也更高。
    当输入端全部为低电平时,输入端越多负载并联的数目越多,输出的高电平VOH也越高。

    3)使T2、T4的Vgs达到开启电压时,对应的Vi也会不同

    相同面积的cmos与非门和或非门哪个更快——与非门会更优

    学过半导体器件都知道,电子迁移率是空穴的2.5倍(在硅基CMOS工艺中),运算就是用这些大大小小的MOS管驱动后一级的负载电容,翻转速度和负载大小一级前级驱动能力相关。为了上升延迟和下降延迟相同,PMOS需要做成NMOS两倍多大小

    载流子的迁移率,对PMOS而言,载流子是空穴;对NMOS而言,载流子是电子。

    PMOS采用空穴导电,NMOS采用电子导电,由于PMOS的载流子的迁移率比NMOS的迁移率小,所以,同样尺寸条件下,PMOS的充电时间要大于NMOS的充电时间长

    在互补CMOS电路中,与非门是PMOS管并联,NMOS管串联,而或非门正好相反,所以,同样尺寸条件下,与非门的速度快,所以,在互补CMOS电路中,优先选择与非门。

    针对上面问题进行改进b74d2370c91d3c299478447d1fedf41c.png
    采用或非门加反相器(缓冲器 就是与非门,如上图所示。带缓冲的门电路,输出电阻、输出的高低电平以及电压传输特性将不受输入端状态的影响

    对于或非门,则是与非门加缓冲器。

    3. OD门(漏极开路的门电路)

    OD门:为了满足输出电平的转换,吸收大负载电流以及线与逻辑,将MOS改为漏极开路

    OD输出的与非门结构图如下:
    OD门工作必须接上拉电阻RL到电源上。a21f729d3d26ffecbc9f1704ad3da47c.png

    OD门的应用:可以将多个OD门输出端直接相连,实现线与逻辑,即将输出并联使用,可以实现线与或用作电平转换和驱动。如下图所示:
    Y1、Y2中任何一个为低电平,输出都为低电平,同时为高时,输出才为高电平。f9234d93eb7a7554136dfd7955d5ff6e.png

    4. 传输门

    CMOS传输门:利用P沟道MOS管和N沟道MOS管互补的特性连接如下图

    T1是N沟道增强型MOS管,T2是P沟道增强型MOS管。T1和T2的源极和漏极分别相连作为传输门的输入端和输出端。C和C’是互补的控制信号。6060727cac96e3ee8a37070d2da44b9f.png
    由于CMOS传输门的结构是对称的,所以,输出端和输入端可以互换,是一个双向器件。
    CMOS传输门的应用:
    1)传输门和反相器构成异或门电路e4600b054335b828ad0fa7edb5fc5ba9.png
    A=1,B=0,TG1截止,TG2导通,Y=B’=1
    A=0,B=1,TG1导通,TG2截止,Y=B=1
    A=0,B=0,TG1导通,TG2截止,Y=B=0
    A=1,B=1,TG1截止,TG2导通,Y=B‘=0

    2)模拟开关:
    由传输门和一个反相器组成,双向器件。023cd44613704e91e0059c13967e6069.png
    传输连续变化的模拟电压信号。

    5. 三态门

    1)高阻态:
    三态门除了高低电平,还有第三个状态——高阻态。
    高阻态:电路的一种输出状态,既不是高电平也不是低电平,如果高阻态再输入下一级电路的话,对下级电路无任何影响,可以理解为断路,不被任何东西所驱动,也不驱动任何东西。

    三态门常用在IC的输出端,也称为输出缓冲器

    2)下图是CMOS三态输出反相器的结构:bab2fe14f71a71f9215d201c3df37e05.png
    当EN’=0时,Y=A’:
    A=1,G4、G5的输出为高电平,T1截止、T2导通,Y=0;
    A=0,G4、G5的输出为低电平,T1导通、T2截止,Y=1;
    当EN’=1时,不管A为高低状态,G4输出高电平,G5输出低电平,T1和T2同时截止,输出呈现高阻态。

    3)三态门的应用:
    减少各单元之间的连线数目:039fae85d087c2f5033801d26103cf23.png
    数据的双向传输:0f77f954c445abd17cdbf7463e658eab.png
    4)还有几种常见的三门结构:751ebba7643f99818f2333121e7ed062.png

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  • CMOS集成电路

    2019-09-26 11:05:52
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    2019-07-21 22:24:55
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cmos传输门