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                            CMOS反相器工作原理及傳輸特性的分類

                            信息來源: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”,是將輸入的信號電平反轉輸出的電路。圖10.5是將MOS晶體管置換為開關的反相器電路。就是說p溝/n溝MOS晶體管承擔這個開關的任務。
                            mos管

                            1.Vin=Vss的場合

                            n溝MOS晶體管的VGS為OV,處于OFF狀態。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。所以作為反相器來說,n溝MOS晶體管OFF時只有漏電流(幾乎為零)流動,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的場合

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

                            3.Vss<Vin<VTN的場合

                            其特性與Vin=Vss的場合大致相同。

                            mos管

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

                            5,VTN≤Vin≤(VDD -|VTP|)的場合

                               這時,p溝MOS晶體管與n溝MOS晶體管的阻抗的大小逆轉,反相器的輸出處于從“H”變化為“L”的過渡點。把這時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,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晶體管在飽和區中IDS的表達式分別變形為

                            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