數字電子技術基礎(四) 閘電路(CMOS)必看

2021-10-09 03:32:48 字數 2083 閱讀 7508

cmos是complementary metal oxide semiconductor(互補金屬氧化物半導體)的縮寫。

首先說說cmos是什麼?

網路論壇上已經吵翻天了

大家如果稍微有點時間的話,可以看看,很有趣。

通常所說的cmos是什麼意思?

很多人直接認為cmos就是mos對管,也有人認為cmos是一種半導體技術,不是指具體的mos對管。

我們再看看維基百科

is afabrication process是一種設計工藝

好吧,也是技術(工藝),我認為都可以,完全看自己怎麼理解了。

cmos 技術被使用在微處理器,微控制器,sram,和其他數字邏輯電路。cmos 技術也在幾個模擬電路也使用了,例如作為影象感測器(cmos 感測器),現在很多影象感測器都是基於cmos。

在cmos電路中,以及積體電路中,mos管都是很重要的元件,是構成電路的基本元件。

而cmos電路中的基本單元是mos對管,就是使用p溝道和n溝道mos對接的一種電路。

具體電路如下(這也是cmos反相器的電路)

mos管分為:n溝道增強型、p溝道增強型、n溝道耗盡型、p溝道耗盡型。

g:柵極

d:漏極

s:源極

上圖是n溝道增強型mos管,工作原理如下:

1、當柵極和源極兩端不加電壓,vgs = 0,漏極和源極之間只是兩隻背向的pn結,不存在導電溝道,因此即使漏極和源極兩端之間加電壓,vds != 0,也不會有漏極電流。

2、當vds = 0,且vgs > 0時,由於絕緣層存在,柵極電流為0。但是柵極金屬層將聚集正電荷,他們排斥p型襯底靠近絕緣層一側的空穴,使之剩下的不能移動的負離子區,形成耗盡層,如下圖:

當vgs增大時,一方面耗盡層增寬,另一方面將襯底的自由電子吸引到耗盡層和絕緣層之間,形成乙個n型薄層(反型層),這個反型層就構成了漏極和源極之間的導電溝道。

使溝道剛剛形成的vgs為開啟電壓,vgs越大,反型層越大,導電溝道電阻越小。

其中t1為p溝道增強型mos管,其中t2為n溝道增強型mos管

od門輸出電路是乙個漏極開路的n溝道增強型mos管tn

od門符號中,菱形下方的橫線表示輸出低電平時為低輸出電阻

od門工作時,必須將輸出端經上拉電阻接到電源上,而兩個od門可以構成線與電路

cmos傳輸門用於將電壓取倒數

其中,邏輯符號中 ,en』連線的○代表低電平有效

en = 0時,y = a』;

en = 1時,y = z(高阻態)(x代表不定態)

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