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1、CMOS门电路施密特触发器及其应用性能特点在数字集成电路中，表示逻辑门电路或反相器输入电压和输出电压的关系称为电压传输特性。在输入电压VIn正向输入(从0增加到VCC)和反相输入(从VCC下降到0)的过程中,CMOS反相器的传输特性在同一个电压发生转折,特性曲线是可逆的.如图3-22(a)所示.而且,在设计和工艺制作过程中，都尽量保证转换电压VT=1/2VCC.面施密特触发器则是具有迟滞作用的一种电路结构.所谓迟滞作用,是指正向输入电压达到正阈值电压VT+时传输特性发生转换,但是反相输入电压下降到VT+时传输特性并不转换,而是继续下降到负阈值电压VT-时才发生转换,图3-22(
2、b)为CMOS施密特触发器的传输特性，正负阈值电压之差称为迟滞电压，以VH表示，即VH=VT+-VT-.典型的施密特触发器，其VT+和VT-是关于Vin=1/2VCC对称的。作为延迟滞作用的结果，施密特触发器具有良好的抗扰度和改善脉冲沿口的作用。图3-22CMOS反相器和施密特触发器的传输特性图3-23多谐振荡器应用实例1、多谐振荡器由一个反相施密特触发器（HC/HCT14）、一个电阻和一个电容组成的多谐振荡器如图3-23所示，这是一种结构最简单、包含元件数最少的振荡器，器件的输入和输出管脚只有两个。而用逻辑门组成RC振荡器需要两个门，输入和输出管脚数共有4个，安装、焊接和连线
3、都比施必特触发器费时。当反相器输出高电平时，通过电阻R对电容器C充电；反之，当反相器输出低电平时，电容器放电，周而复始一形成振荡，在输出端得到矩形波。振荡周期T可以表示为：可见振荡频率和占空比取决于VT+/VT-之比,当VT+和VT-关于VCC/2对称时,输出波形的占空比为50%。用HC/HCT132(2输入与非施密特触发器)代替HC/HCT14,就组成可控多谐振荡器,如图3-24所示.当启动/禁止输入为“0”电平时，振荡器停振;当启动/禁止为“1”电平时,振荡器工作。占空比可变的多谐振荡器利用二极管的单向导电作用,给电容器提供独立的充电和放电回路,通过改变R1和R2,就能控制
4、振荡器的占空比，这种电路如图3-25所示.计算充电和放电时间的公式如下：图3-24可控多谐振荡器图3-25占空比可变的多谐振荡器改变电阻阻值，就可以达到T1=T2，使输出波形的占空比为50%。3、正弦波至方波转换器如图3-26所示，与非门74HC132的一输入端接VCC，这时它等效为一个反相器。当两个电阻器R1和R2的阻值相等时，电阻分压器为与非门的另一个输入端提供VCC/2的直流偏压，使输入正弦的最大振幅不受限制。输入耦合电容器从正弦波中去掉任何直流成分，在输出端得到方波输出信号。图3-26正弦波至方波转换器4、单稳态电路在数字系统中，常常需产生一种边沿触发脉冲，图3-27就
5、是由施密特触发器组成的上升沿触发和下降沿触发的单稳态电路。输出脉冲宽度为：上升沿触发下降沿触发图3-27单稳态电路延迟电路我们经常用简单的RC网络来实现信号的延迟。但是如果使用一个大电容器,被延迟信号的上升时间和下降时间就会大大增加,出现振荡和同步问题.用施密特触发器组成的延迟电路能避免这些问题,由于它们的高输入阻抗允许使用大电阻,因此在RC网络中可以使用廉价的小容量电容器.延迟电路如图3-29所示,在施密特触发器的输入端接一个RC延迟电路,用来延迟输入脉冲的上升沿和下降沿。输入上升沿的延迟时间td1下降沿的延迟时间td2分别为图3-29RC延迟电路最长RC时间延迟上升沿和用最
6、短RC时间延迟下降沿脉冲扩展器和脉冲压缩器在图3-29的RC延迟电路中用一个二极管与电阻器R并联,并且将其正极接Vin,就组成图3-31(a)的脉冲扩展器.其工作过程是:输入信号Vin正跳变后，二极管正向导通,由于其导通电阻比R小得多,Vin就通过二极管对电容器C充电,这就显著地减小了充电时间常数,使A点的电压很快上升到了VT+,进而使V0的状态发生变化.在Vin负跳变时,二极管截止,电容器C仍然通过R放电,工作过程与延迟电路相同.脉冲扩展器各点的波形如图3-31(b)所示,扩展宽度Td与延迟电路的td2相同。将脉冲扩展器中与电阻器R并联的二级管正、负极对调，就成为脉冲压缩器，
7、如图3-32所示。在输入脉中Vin的上升沿，二极管截止，R、C元件充电过程与延迟电路完全相同。当Vin负跳变后二极管导通，A点电压经过它迅速放电，使施密特触发器的状态翻转。脉冲压缩宽度Td的表示式与延迟电路的td1相同二倍频器如图3-37所示，微分电路C1R1TC2R2分别接在IC1a（反相器74HC14）的输出端和输入端，因此当它的输入端加入方波时，在方波上升沿和下降沿，两个微分电路输出的微分波形如图3-37中波形A和B所示。二极管D1和D2选择方波下降沿产生的微分波形，因此在输入方波改变
