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CMOS反相器工作原理及傳輸特性的分類

信息來(lái)源:本站 日期:2017-08-24 

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CMOS反相器的特性

 反相器的意思就是“反轉(zhuǎn)”,是將輸入的信號(hào)電平反轉(zhuǎn)輸出的電路。圖10.5是將MOS晶體管置換為開關(guān)的反相器電路。就是說(shuō)p溝/n溝MOS晶體管承擔(dān)這個(gè)開關(guān)的任務(wù)。
mos管

1.Vin=Vss的場(chǎng)合

n溝MOS晶體管的VGS為OV,處于OFF狀態(tài)。p溝MOS晶體管的襯底與VDD等電位,所以等效地VGS為VDD,處于ON狀態(tài)。所以作為反相器來(lái)說(shuō),n溝MOS晶體管OFF時(shí)只有漏電流(幾乎為零)流動(dòng),如圖10. 6(a)所示,輸出電壓Vout除非不取出電流,否則幾乎與VDDr等電壓。

2.Vin=VDD的場(chǎng)合

   p溝MOS晶體管OFF,n溝MOS晶體管ON,p溝MOS晶體管OFF時(shí)只有漏電流。所以,輸出電壓Vout如圖10. 6(b)所永,接近Vss的電位。

3.Vss<Vin<VTN的場(chǎng)合

其特性與Vin=Vss的場(chǎng)合大致相同。

mos管

4.(VDD-|VTP|)<Vin<VDD的場(chǎng)合
其特性與Vin=VDD的場(chǎng)合大致相同。

5,VTN≤Vin≤(VDD -|VTP|)的場(chǎng)合

   這時(shí),p溝MOS晶體管與n溝MOS晶體管的阻抗的大小逆轉(zhuǎn),反相器的輸出處于從“H”變化為“L”的過(guò)渡點(diǎn)。把這時(shí)的輸入電壓叫做邏輯閾值電壓或者電路

閾值電壓。

   這期間,n溝MOS晶體管與p溝MOS晶體管都處于ON狀態(tài),n溝MOS晶體管中,VDS= VoutVGS= Vin

同樣地,p溝MOS晶體管中,

VDS=Vout-VDD

VGS=Vin-VDD

因而n溝MOS晶體管與p溝MOS晶體管在飽和區(qū)中IDS的表達(dá)式分別變形為

下式:

—IDS=KP(Vin-VDD-|VTP|)2              (10.1)

  IDS=KN(Vin-|VTN|)2                  (10. 2)

mos管
以上五種用圖表示,就是圖10.7

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