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CMOS反相器工作原理及传输特性的分类

信息来源: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“反转”,是将输入的信号电平反转输出的电路。图10.5是将MOS晶体管置换为开关的反相器电路。就是说p沟/n沟MOS晶体管承担这个开关的任务。
mos管

1.Vin=Vss的场合

n沟MOS晶体管的VGS为OV,处于OFF状态。p沟MOS晶体管的衬底与VDD等电位,所以等效地VGS为VDD,处于ON状态。所以作为反相器来说,n沟MOS晶体管OFF时只有漏电流(几乎为零)流动,如图10. 6(a)所示,输出电压Vout除非不取出电流,否则几乎与VDDr等电压。

2.Vin=VDD的场合

   p沟MOS晶体管OFF,n沟MOS晶体管ON,p沟MOS晶体管OFF时只有漏电流。所以,输出电压Vout如图10. 6(b)所永,接近Vss的电位。

3.Vss<Vin<VTN的场合

其特性与Vin=Vss的场合大致相同。

mos管

4.(VDD-|VTP|)<Vin<VDD的场合
其特性与Vin=VDD的场合大致相同。

5,VTN≤Vin≤(VDD -|VTP|)的场合

   这时,p沟MOS晶体管与n沟MOS晶体管的阻抗的大小逆转,反相器的输出处于从“H”变化为“L”的过渡点。把这时的输入电压叫做逻辑阈值电压或者电路

阈值电压。

   这期间,n沟MOS晶体管与p沟MOS晶体管都处于ON状态,n沟MOS晶体管中,VDS= VoutVGS= Vin

同样地,p沟MOS晶体管中,

VDS=Vout-VDD

VGS=Vin-VDD

因而n沟MOS晶体管与p沟MOS晶体管在饱和区中IDS的表达式分别变形为

下式:

—IDS=KP(Vin-VDD-|VTP|)2              (10.1)

  IDS=KN(Vin-|VTN|)2                  (10. 2)

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以上五种用图表示,就是图10.7