關(guān)于CMOS門電路基礎(chǔ)知識(shí)請(qǐng)參考本人的另一篇學(xué)習(xí)博客，CMOS門電路（上）：

《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》3.3 CMOS門電路（上）_FPGA-橋的博客-CSDN博客介紹了MOS管和CMOS管的結(jié)構(gòu)，并分析了CMOS反相器的特性。https://blog.csdn.net/ARM_qiao/article/details/124241033

?上面一張圖對(duì)CMOS門電路（上）進(jìn)行了概括，如果其中換有什么不懂的地方，請(qǐng)翻看上面鏈接博客。

前言

《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》第3.3節(jié)后半部分學(xué)習(xí)筆記，該部分主要介紹除了反相器，其他邏輯功能的CMOS門電路。

3.3.5 其他類型的CMOS門電路

一、其他邏輯功能的CMOS門電路

????????在CMOS門電路系列中，除反相器外常用的還有：或非門、與非門、或門、與門、與或非門、異或門等。在介紹本部分時(shí)不在加入CMOS管輸入端的保護(hù)電路，保護(hù)電路將輸入電壓鉗位在【-0.7V ~ VDD+0.7V】其保護(hù)電路請(qǐng)參考上面CMOS門電路（上）的博客。

圖3.3.27 CMOS與非門，是由兩個(gè)并聯(lián)的P溝道增強(qiáng)型MOS管T1、T3接高電平，負(fù)責(zé)上拉部分，即真值表中輸出為高電平的情況；兩個(gè)串聯(lián)的N溝道增強(qiáng)型MOS管T2、T4接低電平，負(fù)責(zé)下拉部分，即真值表中輸出為低電平的情況。A控制T1、T2形成的反相器；B控制T3、T4形成的反相器。只有A、B都為1時(shí)，T2、T4導(dǎo)通，T1、T3截止，Y=0；否則Y均不能為低電平。邏輯式：Y=(A · B)'。? ? ? ?上拉為PMOS管；下拉為NMOS管

上拉和下拉存在互補(bǔ)關(guān)系，與摩根定理中的與或邏輯式和或與邏輯式的相等關(guān)系，成對(duì)應(yīng)關(guān)系

注：F=A'B'+C'D，由于D并不是反變量，故應(yīng)該變?yōu)榉醋兞窟@里采用級(jí)連，即D' = F。

圖3.3.27 CMOS或非門，是由兩個(gè)串聯(lián)的P溝道增強(qiáng)型MOS管T1、T3接高電平；兩個(gè)并聯(lián)聯(lián)的N溝道增強(qiáng)型MOS管T2、T4接低電平。只有A、B 都為0時(shí)，T1、T3導(dǎo)通，T2、T4截止，Y=0；否則Y均不能為高電平。邏輯式：Y=(A+B)'。

利用與非門、或非門和之前學(xué)的反相器又可以組成與門、或門、與或非門、異或門等。例如與非門加反相器為與門。

注意：以上與非與或非門電路最然很簡(jiǎn)單，但是依然有缺點(diǎn)。

首先，其輸出電阻受輸出端狀態(tài)的影響。假定每個(gè)MOS管的導(dǎo)通內(nèi)阻均為，截止內(nèi)阻，根據(jù)圖3.3.27分析可知：

其次，輸出的高、低電平受輸入數(shù)目的影響。輸入端數(shù)目越多，串聯(lián)的驅(qū)動(dòng)管數(shù)也越多，輸出的低電平也越高。因此輸入端工作狀態(tài)不同對(duì)電壓傳輸特性也有一定的影響。

為了克服以上缺點(diǎn)，實(shí)際生產(chǎn)的4000系列和74HC系列CMOS電路中均采用帶緩沖的結(jié)構(gòu)，也就是在輸入輸出端加了一級(jí)反相器。加上緩沖器后，與非與或非電路就會(huì)互換。

?帶緩沖器的門電路對(duì)CMOS門電路的影響為輸出電阻、輸出的高低電平以及電壓輸入特性將不受輸入端狀態(tài)的影響。而且，電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)也變得更陡了，但是原來的輸入輸出特性不變。

對(duì)外呈現(xiàn)的輸入輸出特性與反相器相同。

二、漏極開路輸出門電路（OD門）

在CMOS電路中，為了滿足輸出電平變換、吸收大負(fù)載電流以及實(shí)現(xiàn)線與連接等需要，有時(shí)將輸出電路結(jié)構(gòu)改為一個(gè)漏極開路的MOS管，構(gòu)成漏極開路（Open—Drain OutPut）門電路，簡(jiǎn)稱OD門。74HC03的電路結(jié)構(gòu)示意圖。它的輸出電路是一個(gè)漏極開路的N溝道增強(qiáng)型MOS管TN。菱形下方的橫線表示輸出低電平時(shí)為低輸出電阻。

當(dāng)線與時(shí)其中一個(gè)為上拉PMOS管導(dǎo)通，另一個(gè)為下拉NMOS管導(dǎo)通，由于MOS管導(dǎo)通時(shí)源極與漏極的電阻很小，相當(dāng)于正負(fù)極短路。為實(shí)現(xiàn)線與時(shí)不會(huì)出現(xiàn)短路，這里OD門將上拉的PMOS管去除，換成上拉電阻，因此在線與的時(shí)候有上拉電阻的存在，不會(huì)出現(xiàn)短路現(xiàn)象。?因此在OD門工作時(shí)必須將輸出端經(jīng)上拉電阻RL接到電源。如圖OD門實(shí)現(xiàn)線與功能。

?但是由于外加上拉電阻RL的原因，使得Y為高電平時(shí)并不能被拉到VDD，會(huì)在RL上產(chǎn)生一定的壓降，故需要選擇合適的RL電阻值。

?三、CMOS傳輸門

?T1是N溝道增強(qiáng)型；T2是P溝道增強(qiáng)型。其源漏極可以互換，因此輸入輸出也可以互換。

利用CMOS傳輸門和反相器可以組成各種復(fù)雜的邏輯電路，如異或門、數(shù)據(jù)選擇器、寄存器、計(jì)數(shù)器等。

?為使輸出具有良好的特性需要使

?四、三態(tài)門輸出的CMOS門電路

?3.3.6 CMOS電路正確使用

一、輸出電路的靜電防護(hù)

?二、輸入電路的過流保護(hù)

三、CMOS電路鎖定效應(yīng)的防護(hù)

3.3.7 CMOS數(shù)字集成電路的各種系列

CMOS集成電路產(chǎn)品有4000系列、HC/HCT系列、AHC/AHCT系列、VHC/VHCT系列、LVC系列、ALVC系列

??

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的《数字电子技术基础》3.3 CMOS门电路（下）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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