cmos反相器的工作原理

cmos反相器工作原理是什么特性是什么

信息來源：本站　日期：2017-06-03　

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CMOS(cornplementary MOS)由成對的互補p溝道與n溝道MOSFET所組成．CMoS邏輯成為目前集成電路設計最常用技術的緣由，在于其有低功率損耗以及較佳的噪聲抑止才干．事實上，由于低功率損耗的需求，目前僅有CMOS技術被運用于ULSI的制造．

6.4.1CMOS反相器

如圖6. 28所示，CMOS反相器為CMOS邏輯電路的基本單元．在CMOS反相器中，p與n溝道晶體管的柵極銜接在一同，并作為此反相器的輸入端，而此二晶體管的漏極也連接在一同，并作為反相器的輸出端.n溝道MOSFET的源極與襯底接點均接地，而p溝道MOSFET的源極與襯底則銜接至電源供應端(VDD)，需留意的是p溝道與n溝道MOSFET均為增強型晶體管，當輸入電壓為低電壓時（即vin=O，VGsn=o｜VTp｜（VGSp與VTp為負值），所以p溝道MOSFET．為導通態，

因此，輸出端經過p溝道MOSFET充電至VDD，當輸入電壓逐漸升高，使柵極電壓等于VDD時，由于VGSn＝VDD>VTn，所以n溝道MOSFET將被導通，而由于｜VGSp ｜≈O<｜VTp｜，所以p溝道MOSFET將被關閉．因此輸出端將經n溝道MOSFET放電至零電勢，

欲更深化天文解CMOS反相器的工作，可先畫出晶體管的輸出特性，如圖6.29所示，其中顯現Ip以及In為輸出電壓（Vout）函數．Ip為p溝道MOSFET由源極（銜接至VDD）流向漏極（輸出端）的電流；In為n溝道MOSFET由漏極（輸出端）流向源極（銜接至接地端）

的電流．需留意的是在固定Vout下，增加輸入電壓(vin)將會增加In而減少Ip，但是在穩態時，In應與Ip相同，關于給定一個Vin可由In(Vin)與Ip(Vin)的截距，計算出相對應的Vout如圖6. 29所示．如圖6.30所示的Vin-Vout曲線稱為CMOS反相器的傳輸曲線．

CMOS反相器的一個重要的特性是，當輸出處于邏輯穩態（即Vout=或VDD）時，僅有一個晶體管導通，因此由電源供應處流到地端的電流非常小，且相當于器件關閉時的漏電流．事實上，只需在兩個器件暫時導通時的極短暫態時間內才會有大電流流過，因此與其他種類如n溝道MOSFET、雙極型等邏輯電路相比，其穩態時的功率損耗甚低.