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CMOS集成电路的工作原理详细资料说明

消耗积分:0 | 格式:rar | 大小:0.03 MB | 2020-06-02

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  下面我们通过CMOS集成电路中的一个最基本电路-反相器(其他复杂的CMOS集成电路大多是由反相器单元组合而成)入手,分析一下它的工作过程。

  利用一个P沟道MOS管和一个N沟道MOS管互补连接就构成了一个最基本的反相器单元电路如附图所示。图中VDD为正电源端,VSS为负电源端。电路设计采用正逻辑方法,即逻辑“1”为高电平,逻辑“0”为低电平。
下面我们通过CMOS集成电路中的一个最基本电路-反相器(其他复杂的CMOS集成电路大多是由反相器单元组合而成)入手,分析一下它的工作过程。利用一个P沟道MOS管和一个N沟道MOS管互补连接就构成了一个最基本的反相器单元电路如附图所示。图中VDD为正电源端,VSS为负电源端。电路设计采用正逻辑方法,即逻辑“1”为高电平,逻辑“0”为低电平。
 
    附图中,当输入电压VI为底电平“0”(VSS)时,N沟道MOS管的栅-源电压VGSN=0V(源极和衬底一起接VSS),由于是增强型管,所以管子截止,而P沟道MOS管的栅-源电压VGSN=VSS—VDD。若| VSS—VDD |>| VTP|(MOS管开启电压),则P沟道MOS管导通,所以输出电压V0为高电平“1”(VDD),实现了输入和输出的反相功能。当输入电压VI为底电平“1”(VDD)时,VGSN=(VDD—VSS)。若(VDD—VSS)> VGSN ,则N沟道MOS管导通,此时VGSN=0V, P沟道MOS管截止,所以输出电压V0为低电平“0”(VSS),与VI互为反相关系。
 

  附图中,当输入电压VI为底电平“0”(VSS)时,N沟道MOS管的栅-源电压VGSN=0V(源极和衬底一起接VSS),由于是增强型管,所以管子截止,而P沟道MOS管的栅-源电压VGSN=VSS—VDD。若| VSS—VDD |》| VTP|(MOS管开启电压),则P沟道MOS管导通,所以输出电压V0为高电平“1”(VDD),实现了输入和输出的反相功能。

  当输入电压VI为底电平“1”(VDD)时,VGSN=(VDD—VSS)。若(VDD—VSS)》 VGSN ,则N沟道MOS管导通,此时VGSN=0V, P沟道MOS管截止,所以输出电压V0为低电平“0”(VSS),与VI互为反相关系。

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