CMOS倒相器工作原理分析及詳解

CMOS倒相器簡介

CMOS集成電路，是互補(bǔ)型金屬-氧化物-半導(dǎo)體集成電路的簡稱。具有功耗低，抗干擾能力強(qiáng)和速度快的特點(diǎn)，是一種性能優(yōu)異的集成電路。近年來，在一般邏輯電路、大規(guī)模存貯器以及微處理機(jī)、電子手表等領(lǐng)域，都得到了廣泛的應(yīng)用，發(fā)展很快。

CMOS倒相器原理

CMOS 倒相器，是由一個(gè)增強(qiáng)型P溝道MOS管和一個(gè)增強(qiáng)型N溝道MOS管組成，其中NMOS管做輸入管，PMOS管做負(fù)載管。兩管的柵極連接在一起，引出輸入端；兩管的漏極相連，作為輸出端；負(fù)載管（PMOS）的源極接電源，輸入管（NMOS）的源極接地。CMOS倒相器工作原理圖2-38（a）為倒相器的電路圖，圖2-38（b）為CMOS倒相器的結(jié)構(gòu)截面圖。它是在一塊N型Si單晶片上用擴(kuò)散的方法形成一個(gè)濃度較低的P阱區(qū)，然后分別在N型襯底和P阱區(qū)制作增強(qiáng)型P溝道MOS管和增強(qiáng)型N溝道MOS管，最后用蒸鋁的方法，形成電極連線。

CMOS倒相器的工作原理是這樣的，當(dāng)輸入電壓，對輸入管（NMOS），0，小于閾值壓，所以輸入管截止，其截止等效電阻很大；對于負(fù)載管（PMOS），，絕對值大于閥值電壓，所以負(fù)載管導(dǎo)通，其等效電阻很小。由于在負(fù)載管上的壓降很?。ń茷?）所以輸出電壓。當(dāng)輸入電壓（如等于），對子輸入管，大于閥值電壓，故輸入管導(dǎo)通，其等效電阻很??；CMOS倒相器工作原理對于負(fù)載管，，故負(fù)載管截止，其截止等效電阻很大，電源電壓幾乎全部降落在負(fù)載管上，所以輸出為“0”電平，近似為0V。

倒相器導(dǎo)通與截止的兩個(gè)狀態(tài)的特性曲線，如圖2-39所示。其中（a）為CMOS倒相器截止特性曲線，B點(diǎn)為類態(tài)工作點(diǎn)；（b)為CMOS倒相器導(dǎo)通特性曲線，A點(diǎn)即為開態(tài)工作點(diǎn)。

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