数电第三章门电路

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1、第三章门电路（2)邓婉玲3.3.4CMOS反相器的动态特性一、传输延迟时间3.3.4CMOS反相器的动态特性减小tPHL和tPLH：减小负载电容；MOS管的导通电阻提高电源电压和输入信号的高电平二、交流噪声容限传输延迟时间越长，交流噪声容限也越大。噪声电压作用时间越短，电源电压越高，交流噪声容限也越大。三、动态功耗导通功耗VGS(th)N

2、VGS(th)P

3、T1和T2同时导通总动态功耗总功耗=动态功耗+静态功耗例题【例】有一CMOS反相器，已知电源电压VDD=5V，静态电源电流IDD=1μA，负载电容CL=70pF，功耗电容CPD=14pF。输入信号加入标准方波信号，

4、频率为200kHz，试计算其空载时的静态功耗和动态功耗。解：静态功耗为PS=IDDVDD=10-6×5W=0.005mW动态功耗PD可根据式计算得到3.3.5其他类型的CMOS门电路一、其他逻辑功能的门电路1.与非门负载管并联（并联开关）驱动管串联（串联开关）11导通截止0与非门与非门的输出端再接一级反相器就得到与门。001011101110ABT1T2T3T4F2021/7/1511负载管串联（串联开关）驱动管并联（并联开关）CMOS或非门A、B有高电平，则驱动管导通、负载管截止，输出为低电平。10截止导通或非门带缓冲级的CMOS门1、与非门带缓冲级

5、的CMOS门2.解决方法缓冲器带缓冲级的CMOS门带缓冲输出的门电路输出端都是1个反相器，输出驱动能力仅由该输出级的管子特性决定，与各输入端所处逻辑状态无关。带缓冲器的门电路的转移特性至少是由3级转移特性相乘的结果，因此转换区域窄，形状接近理想矩形，并且不随输入使用端数的情况而变化、加缓冲器的门电路，抗干扰性能提高。带缓冲器的门电路还有输出波形对称、交流电压增益大、带宽窄、输入电容比较小等优点。不过，由于附加了缓冲级，也带来了一些缺点。例如传输延迟时间加大，因此，带缓冲器的门电路适宜用在高速电路系统中。二、漏极开路的门电路（OD门）输出低电平时为低输出电阻用途：电平转换将输入高、低电

6、平VDD1/0变成输出高、低电平VDD2/0OD门Y=(AB)’(CD)’=(AB+CD)’Y1=0,T1ON,Y2=1,T2OFF,Y=0Y1=1,T1OFF,Y2=1,T2OFF,Y=0最大值的计算最小值的计算CMOS传输门C和C’是一对互补的控制信号。由于T1和T2在结构上对称，所以图中的输入和输出端可以互换，又称双向开关。CMOS传输门CMOS传输门①C=1、=0时，TG接通；C=0、=1时，TG关闭，输入、输出阻断。②当C的高低电平为VDD和0时，TG可传输0~VDD的信号③vO和vI可以互换。N沟道增强型P沟道增强型异或门ABTG1TG2Y10OFFON101ONOFF1

7、00ONOFF011OFFON0双向模拟开关模拟开关，用来传输连续变化的模拟电压信号。模拟开关的基本电路由CMOS传输门和一个CMOS反相器组成;当C=1时，开关接通，C=0时，开关断开，因此只要一个控制电压即可工作。和CMOS传输门一样，模拟开关也是双向器件。SW：SwitchCMOS模拟开关接负载希望vI变化时，RTG(KTG)不变。2021/7/1525应用举例图CMOS模拟开关①CMOS模拟开关：实现单刀双掷开关的功能。C=0时，TG1导通、TG2截止，uO=uI1；C=1时，TG1截止、TG2导通，uO=uI2。三态输出的CMOS门电路三态输出的CMOS门电路AEN’G4G

8、5T1T2Y1011OFFON00000ONOFF1X110OFFOFFZ三态门的用途双向传输总线结构CMOS门电路的使用知识1．输入电路的静电保护CMOS电路的输入端设置了保护电路，给使用者带来很大方便。但是，这种保护还是有限的。由于CMOS电路的输入阻抗高，极易产生感应较高的静电电压，从而击穿MOS管栅极极薄的绝缘层，造成器件的永久损坏。为避免静电损坏，应注意以下几点：2021/7/1530（1）所有与CMOS电路直接接触的工具、仪表等必须可靠接地。（2）存储和运输CMOS电路，最好采用金属屏蔽层做包装材料。2．多余的输入端不能悬空。输入端悬空极易产生感应较高的静电电压，造成器件

9、的永久损坏。对多余的输入端，可以按功能要求接电源或接地，或者与其它输入端并联使用。二、输入电路的过流保护输入端接低内阻信号源、大电容、长线等情况，为了使输入保护电路正常工作，在输入端接入保护电阻。CMOS数字集成电路的各种系列4000系列：最早，已被HC/HCT系列取代HC/HCT系列（高速CMOS逻辑系列）：传输延迟时间缩短负载能力提高HC系列不能跟TTL混合使用，而HCT系列却可以AHC/AHCT系列：改进的HC/HCT系列工作速度提高；负载能力提高；