CMOS集成電路的工作原理詳細資料說明

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上傳日期: 2020-06-02

上 傳 者: 易水寒他上傳的所有資料

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標簽:反相器(62)CMOS(3194)集成電路(4379)

  下面我們通過CMOS集成電路中的一個最基本電路-反相器(其他復雜的CMOS集成電路大多是由反相器單元組合而成)入手,分析一下它的工作過程。

  利用一個P溝道MOS管和一個N溝道MOS管互補連接就構成了一個最基本的反相器單元電路如附圖所示。圖中VDD為正電源端,VSS為負電源端。電路設計采用正邏輯方法,即邏輯“1”為高電平,邏輯“0”為低電平。
下面我們通過CMOS集成電路中的一個最基本電路-反相器(其他復雜的CMOS集成電路大多是由反相器單元組合而成)入手,分析一下它的工作過程。利用一個P溝道MOS管和一個N溝道MOS管互補連接就構成了一個最基本的反相器單元電路如附圖所示。圖中VDD為正電源端,VSS為負電源端。電路設計采用正邏輯方法,即邏輯“1”為高電平,邏輯“0”為低電平。
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? ? 附圖中,當輸入電壓VI為底電平“0”(VSS)時,N溝道MOS管的柵-源電壓VGSN=0V(源極和襯底一起接VSS),由于是增強型管,所以管子截止,而P溝道MOS管的柵-源電壓VGSN=VSS—VDD。若|?VSS—VDD?|>|?VTP|(MOS管開啟電壓),則P溝道MOS管導通,所以輸出電壓V0為高電平“1”(VDD),實現了輸入和輸出的反相功能。當輸入電壓VI為底電平“1”(VDD)時,VGSN=(VDD—VSS)。若(VDD—VSS)>?VGSN?,則N溝道MOS管導通,此時VGSN=0V,?P溝道MOS管截止,所以輸出電壓V0為低電平“0”(VSS),與VI互為反相關系。
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  附圖中,當輸入電壓VI為底電平“0”(VSS)時,N溝道MOS管的柵-源電壓VGSN=0V(源極和襯底一起接VSS),由于是增強型管,所以管子截止,而P溝道MOS管的柵-源電壓VGSN=VSS—VDD。若| VSS—VDD |》| VTP|(MOS管開啟電壓),則P溝道MOS管導通,所以輸出電壓V0為高電平“1”(VDD),實現了輸入和輸出的反相功能。

  當輸入電壓VI為底電平“1”(VDD)時,VGSN=(VDD—VSS)。若(VDD—VSS)》 VGSN ,則N溝道MOS管導通,此時VGSN=0V, P溝道MOS管截止,所以輸出電壓V0為低電平“0”(VSS),與VI互為反相關系。

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