CMOS門電路
以MOS（Metal-Oxide Semiconductor）管作為開關元件的門電路稱為MOS門電路。由于MOS型內建門電路具有制造技術簡單、內建度高、功耗小以及抗幹擾能力強等優點，是以它在數字內建電路産品中占據相當大的比例。與TTL門電路相比，MOS門電路的速度較低。 MOS門電路有三種類型：使用P溝道管的PMOS電路、使用N溝道管的NMOS電路和同時使用PMOS和NMOS管的CMOS電路。其中CMOS性能更優，是以CMOS門電路是應用較為普遍的邏輯電路之一。
1. CMOS非門
圖3-16所示是一個N溝道增強型MOS管TN和一個P溝道增強型MOS管TP組成的CMOS非門。
圖3-16 CMOS非門電路 圖3-17 CMOS與非門電路
兩管的栅極相連作為輸入端，兩管的漏極相連作為輸出端。TN的源極接地，TP的源極接電源。為了保證電路正常工作，VDD需要大于TN管開啟電壓VTN和TP管開啟電壓VTP的絕對值的和，即UDD > UTN + |UTP|。當Ui=0V時，TN截止，TP導通，Uo≈UDD為高電平；當Ui=UDD時，TN導通，TP截止，Uo≈0V為低電平。是以實作了非邏輯功能。 CMOS非門除了有較好的動态特性外，由于CMOS非門電路工作時總有一個管子導通，是以當帶電容負載時，給電容充電和放電都比較快。CMOS非門的平均傳輸延遲時間約為10ns。另外由于它處在開關狀态下總有一個管子處于截止狀态，因而電流極小，電路的靜态功耗很低，一般為微瓦（mW）數量級。
2. CMOS與非門
圖3-17所示為一個兩輸入端的CMOS與非門電路，它由兩個串聯的NMOS管和兩個并聯的PMOS管構成。每個輸入端連到一個PMOS管和一個NMOS管的栅極。 當輸入A、B均為高電平時，TN1和TN2導通，TP1和TP2截止，輸出端為低電平；當輸入A、B中至少有一個為低電平時，對應的TN1和TN2中至少有一個截止，TP1和TP2中至少由一個導通，輸出F為高電平。是以，該電路實作了與非邏輯功能。
3. CMOS或非門
圖3-18所示是一個兩個輸入端的CMOS或非門電路，它由兩個并聯的NMOS管和兩個串聯的PMOS管構成。每個輸入端連接配接到一個NMOS管和一個PMOS管的栅極。或非門的邏輯符号如圖3-19所示。 當輸入A、B均為低電平時，TN1和TN2截止，TP1和TP2導通，輸出L為高電平；隻要輸入端A、B中有一個為高電平，則對應的TN1和TN2中至少有一個導通，TP1和TP2中便至少有一個截止，使輸出F為低電平。是以，該電路實作了或非邏輯功能。
圖3-18 CMOS或非門電路 圖3-19 或非門邏輯符号
4. CMOS三态門
圖3-20所示是一個低電平使能控制的三态非門，從電路結構上看，該電路是在CMOS非門的基礎上增加了NMOS管TN2和PMOS管TP2構成的。當使能控制端=1時，TN2和TP2同時截止，輸出F呈高阻狀态；當使能控制端=0時，TN2和TP2同時導通，非門正常工作，實作F=的功能。 與TTL三态門一樣，CMOS三态門也可用于總線傳輸。
圖3-20 CMOS三态門
5. CMOS傳輸門
圖3-21(a)所示是一個CMOS傳輸門的電路圖，它由一個NMOS管TN和一個PMOS管TP并聯構成，其邏輯符号如圖3-21(b)所示。圖中，TN和TP的結構和參數對稱，兩管的源極連在一起作為傳輸門的輸入端，漏極連在一起作為輸出端。TN的襯底接地，TP的襯底接電源，兩管的栅極分别與一對互補的控制信号C和相接。 當控制端C=1（VDD），=0（0V）時，若輸出電壓Ui在0V～UDD範圍内變化，則兩管中至少有一個通導，輸入和輸出之間呈低阻狀态，相當于開關接通，即輸入信号Ui在0V～UDD範圍内都能通過傳輸門。 當控制端C=0（0V），=1（UDD）時，輸入信号Ui在0V～UDD範圍内變化，兩管總是處于截止狀态，輸入和輸出之間呈高阻狀态（107W），信号Ui不能通過，相當于開關斷開。 由此可見，變換兩個控制端的互補信号，可以使傳輸門接通或斷開，進而決定輸出端的模拟信号（0V～UDD之間的任意電平）是否能傳送到輸出端。是以，傳輸門實質上是一種傳輸模拟信号的壓控開關。 由于MOS管的結構是對稱的，即源極和漏極可以互換使用，是以，傳輸門的輸入端和輸出端可以互換使用，即CMOS傳輸門具有雙向性，故又稱為可控雙向開關。
(a) (b) 圖3-21 CMOS傳輸門及其邏輯符号
6. CMOS邏輯門電路的系列及主要參數
（1）CMOS邏輯門電路的系列
- 基本的CMOS—4000系列。
- 高速的CMOS—HC系列。
- 與TTL相容的高速CMOS—HCT系列。
（2）CMOS邏輯門電路主要參數的特點
- 輸出高電平UOH(min)=0.9UDD；輸出低電平UOL(max)=0.01UDD。是以CMOS門電路的邏輯擺幅（即高低電平之差）較大。
- 門檻值電壓Uth約為UDD/2。
- CMOS非門的關門電平UOFF為0.45UDD，開門電平UON為0.55UDD。是以，其高、低電平噪聲容限均達0.45UDD。
- CMOS電路的功耗很小，一般小于1mW/門；
- 因為CMOS電路有極高的輸入阻抗，故其扇出系數NO很大，可達到50。