![]() |
+ 低压差线性稳压器 |
+ 白光LED驱动 |
+ MOSFET |
+ 32位ARM核Cortex系列 |
+ CMOS逻辑电路 |
绝缘栅型场效应管简称MOS管,与双极性晶体管构成的TTL门电路相比,具有工艺简单,容易集成,输入阻抗高,功耗低,噪声小等优势。 除了构成门电路以外,还能构成双向开关,实现数字信号的双向传输,还可以传递连续变换的模拟信号,利用MOS管的极间电容存储电荷效应,还可以组成动态存储器件 用MOS管构成的集成电路,分为PMOS集成电路、NMOS集成电路、互补型MOS(CMOS)集成电路。由于CMOS具有更低的功耗,更快的工作速度,所以CMOS集成技术成为当今数字集成电路的主流技术。广泛的应用于大规模集成电路以及超大规模集成电路,存储器和微处理器中 以N沟道增强型MOS管为例,它是在P型半导体表面涂上一层很薄的二氧化硅绝缘层,在绝缘层表面连接铝电极作为栅极G。在半导体表面生成俩块高掺杂的N型区域,N型区域分别接出俩个电极,其中与P型衬底短接的是源极S,另一个是漏极D. 这俩个N型区域与P型半导体在交界面处形成2个PN结,相当于俩个背靠背的二极管。在漏极和源极之间加一个直流电压源(漏源电压),此时无论漏源电压的极性如何,这俩个PN结总有一个处于反偏,即使栅极源极短接,在漏源电压的作用下,靠近漏源这一侧的PN结,还是反偏截止的,没有电流产生,此时MOS管工作于截止区。D和S之间呈现高阻态(相当于开关断开)。 将栅极和P型半导体看作是一个平板电容器的俩个极板,中间填充的介质是二氧化硅,由于MOS管的源极和P型衬底是短接的,所以当我门在栅极和源极加入一个正向的栅源电压的话,在二氧化硅绝缘层内部会产生一个指向P型半导体的内电场,这个内电场排斥空穴,吸引电子到半导体表面聚集形成一个电子薄层。 随着栅源电压的增加,越来越多的电子吸引到半导体表面,当栅源电压等于开启电压的时候,电子薄层足以将俩块N型区域连接在一起,形成了漏极和源极之间的导电沟道,称为N型沟道,此时在加入漏源电压,就会有漏极电流产生,这个漏极电流是沿着导电沟道从漏极流向源极的。 MOS管工作于可变电阻区,由于沟道畅通无阻,沟道呈现的阻值很小,D和S之间相当于开关闭合的状态 而P沟道增强型的MOS管,只有在栅极和源极之间加入负向的栅源电压,才能吸引空穴到N型半导体的表面上来,形成P型的导电沟道,因而漏极电流方向与NMOS管刚好相反,是沿着导电沟道从源极流向漏极 它是由PMOS管和NMOS管构成的互补型电路结构,俩个异型管的栅极连在一起作为输入端子,漏极连在一起作为输出端子,PMOS管的源极接电源的正极性端,NMOS管的源极接地,为了保证正常工作,VDD应大于俩个MOS管的开启电压之和。 当电路输入高电平信号的时候,PMOS管的栅源之间压差为0,没有导电沟道产生处于截止状态呈现高阻态,NOMS管的栅源压差大于开启电压,为导通状态,呈现低阻值性,此时一端高一端低,俩个不同的沟道电阻,对于供电电源进行分压,电路的输出为低电平。 由此可见CMOS反相器,输出和输入之间呈现了非逻辑的运算关系,处于正常工作状态时,供电端和接地端必定为高阻状态,流过MOS管的静态电流非常微弱,是一个极小的纳安极漏电流,所以CMOS管静态功耗低。 当CMOS反相器在输出端驱动一个容性负载时,导通的MOS管为容性负载提供了一个快速的充放电回路,因而CMOS门电路开关速度快 我门知道TTL门电路的供电电源一般是+5V,而CMOS门电路电源可以工作在较宽的工作范围内,CMOS反相器的输入端是MOS管的栅极,栅极与源极和漏极之间是绝缘的,所以CMOS门电路是具有高输入阻抗的器件,输入电流约为0 当输入端对地接入电阻的时候,无论电阻的阻值大小,都相当于是输入低电平,约为0V压降的输入。CMOS管的输入端绝对不允许悬空,绝缘栅极很容易收到静电的损坏,悬空容易吸引电荷导致栅源之间高压击穿 在相同的+5V供电条件下,TTL输出的高电平约为3.6V,低电平是VT5的饱和输出压降约为0.3V,转折区对应的阈值电压为1.4V CMOS输出的高电平约等于电源电压(供电端与接地端阻值非常大),输出的低电平非常低一般小于0.1V,阈值电平是供源电压的一半,约为2.5V. 将俩个CMOS反相器,它的PMOS管并联在一起,NMOS管串联在一起,构成具有俩个输入端的门电路结构 当输入全为高电平的时候,PMOS管同时截止,而NMOS管会同时导通,此时电路的输出才为低电平 当任意的一个输入端输入为低电平的时候,则电路当中并联的PMOS管总有一个导通,串联的NMOS管总有一个是截止的,电路输出必为高电平 显然,当输入全部接入低电平的时候,PMOS管全部导通,NMOS全部截止,此时电路是输出才为高电平 当任意的一个输入端输入高电平的时候,PMOS管中总有一个截止,NMOS管总有一个导通,此时电路的输出才为低电平 A端和B端经过俩个反相器,得到了A非和B非的输出,虚线框内的电路为或非门电路,又经过一级反相进行取反 当门电路输入端的数量增加的时候,电路中串联的MOS管也增加,如果串联的MOS管全导通的时候,那么电路中总的导通电阻会增加,CMOS门电路的输出电平是导通的电阻和截止电阻对供电电源的分压,总导通电阻增加,会门影响电路的输出电平,使门电路的输出电平要么升高,要么降低,所以CMOS门电路的输入端不宜过多 江南官方体育app 上一篇:数字IC校招基础知识点复习(一) 下一篇:MOS管及简单CMOS逻辑门电路 |