文档介绍：概述
半导体二极管门电路
TTL门电路
CMOS门电路
第三章 门电路
常用的TTL门电路和CMOS门电路的工作原理、逻辑功能及输入输出特性。
分立元件门电路
集V
导通 导通
导通 截止
截止 导通
导通 导通
二极管或门
Y=A+B
，低于0V为低电平
也存在电平偏移问题，只能用作集成电路内部的逻辑单元。
A
B
Ｙ
uA uB
uY
D1 D2
0V 0V
0V 3V
3V 0V
3V 3V
0V
截止 截止
导通 截止
截止 导通
导通 导通
CMOS门电路
MOS管的开关特性
CMOS反相器的静态输入特性和输出特性
CMOS反相器的动态特性
其它类型的CMOS门电路
CMOS数字集成电路的各种系列
CMOS门电路的正确使用
CMOS反相器的电路结构和工作原理
一. MOS管的结构和工作原理
MOS管是金属—氧化物—半导体场效应管的简称。结构和符号如图。
MOS管的开关特性
工作原理电路
转移特性曲线
输出特性曲线
vI
vO
G
D
S
RD
+VDD
共源接法
由于绝缘层使得即使栅极和源极之间加上电压，也不会有栅极电流流通，因此不用 画输入特性曲线。
漏极特性曲线
可变电阻区
恒流区
截止区
截止区：当vGS<VGS(th)时，漏极和源极之间没有导电沟道，iD≈0。
当vGS > VGS(th)时，漏极和源极之间有导电沟道，有iD产生，分成两个区域。
可变电阻区：当vGS一定时，iD与vDS之比近似的等于一个常数。
而导通电阻RON|vDS=0=1/[2K(vGS-VGS(th))]与vGS成反比，为得到较小的导通电阻，应取尽可能大的vGS值。
恒流区：漏电流iD的大小基本上由vGS决定，vDS变化对iD的影响很小。
表示iD与vGS关系的曲线称为MOS管的转移特性曲线。
三、MOS管的基本开关电路
G
D
S
RD
+VDD
G
D
S
RD
+VDD
截止状态
uI<VGS(th)
uo=+VOH
导通状态
uI>VGS(th)
uo=VOL
只要负载电阻RD远远小于MOS管的截止内阻ROFF，在输出端即为高电平VOH, VOH ≈ VDD 。这时MOS管的D-S之间就相当于一个断开的开关。
随着vI的 升高iD增加，而vO随之下降。当vI继续升高后，MOS管的导通内阻RON变得很小，只要RON << RD ，则开关电路的输出端将为低电平VOL ，且VOL ≈0。这时MOS管的D-S之间就相当于一个闭合的开关。
结论：只要合理的选择电路参数，保证当vI输入为低电平时MOS管截止，开关电路输出高电平；而输入vI为高电平时MOS管导通，开关电路输出低电平。
四. MOS管的开关等效电路
G
D
S
截止状态
CI
G
D
S
导通状态
CI
RON
五. MOS管的四种类型
CMOS反相器的电路结构和工作原理
一、CMOS反相器的电路结构
（1）vI＝VIL=0V时，因|vGS1|=VDD>|VGS(th)p|故T1导通,而vGS2=0<VGS(th)N ，故T2截止，输出电压vOH≈VDD＝10V。
（2）vI＝VIH=10V时，vGS2= VDD >VGS(th)N T2导通， vGS1=0<|VGS(th)p| T1截止。输出电压vOL ≈0V。
设T1和T2的开启电压分别为VGS(th)P和VGS(th)N，令VDD>|VGS(th)P|+ VGS(th)N。
静态时，无论vI是高电平还是低电平，两个管子总是一个导通而另一个截止，即所谓的互补状态，所以把这种电路结构形式称为互补对称式金属—氧化物—半导体电路（Complementary – Symmetery Metal –Oxide – Semiconductor Circuit，简称CMOS电路）。
其特点是静态功耗低，因为截止内阻极高，流过管子的静态电流极小。
二、电压传输特性和电流传输特性
AB段：vI <VGS(th)N 而|vGS1|=VDD>|VGS(th)p|故T1导通,而T2截止，