商场专柜女包品牌大全:CMOS逻辑门电路的简介_数字电路_电子爱好者

来源：百度文库编辑：偶看新闻时间：2024/05/03 05:13:17

CMOS电路比TTL电路较晚问世，但应用和发展都较快，大有后来者居上、赶超并取代之势，目前应用很广泛，是学习电子技术的重要电路。

1.CMOS逻辑门电路的组成结构

CMOS电路是互补型金属氧化物半导体电路的英文字头缩写。它由绝缘场效应晶体管组成。由于只有一种载流子，因而是一种单极型晶体管集成电路。其基本结构是一个N沟道MOS管和一个P沟道MOS管，如图1所示。由于两管栅极工作电压极性相反，故将两管栅极相连作为输入端，两个漏极相连作为输出端，如图1(a)所示，则两管正好互为负载，处于互补工作状态。

图1 CMOS电路基本结构示意图

·当输入低电平(V_i=V_ss)时，PMOS管导通，NMOS管截止，输出高电平，如图1(b)所示。

·当输入高电平（V_i=V_DD）时，PMOS管截止，NMOS管导通，输出为低电平，如图1(c)所示。两管如单刀双掷开关一样交替工作，构成反相器。

2.CMOS逻辑门电路的制造工艺

CMOS电路中的主要组成是金属-氧化物-半导体管，做在同一基片上，其间自然是隔离的，无需专门的隔离措施。图2为CMOS反相器的芯片结构示意图。在制造时，首先在N型硅衬底上扩散P型区，这个P型区通常叫做P阱，也就是N-MOS管的衬底；在P阱内再用扩散法制作两个N型区，以形成N-MOS管（N沟道MOS管）。而P-MOS管则可直接做在N型硅衬底上。

图2 CMOS反相器的芯片结构示意图

由上述可见，CMOS电路比双极型电路制造工艺简单、工序少，由于节省了隔离槽占用的面积，还可大大提高电路集成度。当然，若与单沟道MOS电路相比，工艺上要稍复杂些，例如它要多用两块光刻板，还需要P阱保护环，因而芯片利用率也要低些。

3.CMOS逻辑门电路的特点

①功耗

表1列出了各种MOS电路的四个主要参数。

表1 国产TTL和MOS电路主要参数

CMOS电路采用互补结构，工作时总是一个MOS管处于导通、另一个MOS管处于截止状态，因而电路功耗理论上为零。实际上，由于存在硅表面和PN结的泄露电流，量值约数百毫微安，因而尚有微瓦量级的静态功耗，但相比于TTL电路则低多了。功耗低，这是CMOS电路的一个突出优点。图3为两种电路的动态功耗电流曲线。

图3 TTL与CMOS两种电路的动态功耗电流曲线

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