CMOS邏輯電路

CMOS邏輯電路

目 錄

1 PMOS管和NMOS管 3

2 CMOS管 4

3 非門 5

4 與非門 6

5 或非門 8

6 三态門 8

7 傳輸門 9

8 組合與時序邏輯電路 10

9 R-S觸發器 10

10 同步RS觸發器 11

11 JK觸發器 13

12 維持阻塞式D觸發器 15

13 CMOS邊沿D觸發器 17

14 編碼器 18

15 譯碼器 19

PMOS管和NMOS管

PMOS，指的是利用空穴來傳導電性信号的金氧半導體。PMOS的電路符号如下圖，而其結構則如右圖所示，是由正型摻雜形成的漏極(drain)及源極(source)，與閘極(gate)及閘極下面的氧化層所構成。

PMOS的特性，Vgs小于一定的值就會導通，适合用于源極接VCC時的情況（高端驅動）。但是，雖然PMOS可以很友善地用作高端驅動，但由于導通電阻大，價格貴，替換種類少等原因，在高端驅動中，通常還是使用NMOS。

NMOS，指的是利用電子來傳導電性信号的金氧半半導體。NMOS的電路符号如下圖，而其結構圖如左圖所示，是由負型摻雜形成的漏極與源極，與在氧化層上的閘極所構成。

NMOS的特性，Vgs大于一定的值就會導通，适合用于源極接地時的情況（低端驅動），隻要栅極電壓達到4V或10V就可以了。

CMOS管

CMOS是Complementary Metal Oxide

Semiconductor（互補金屬氧化物半導體）的縮寫。CMOS管有NMOS管和PMOS管構成，也稱為反相器。具有低功耗，抗幹擾能力強特點。

反相器電路，當V-in輸入為低電平時，PMOS導通，電容充電，V-out輸出為高；當V-in為高電平時，PMOS管截至，NMOS管導通，電容放電，V-out輸出為低。

非門

非門對輸入信号求反。

NMOS管非門：

輸入X為高，NMOS導通，f輸出為低。

輸入X為低，NMOS截至，f輸出為高。

CMOS管非門：

輸入X為高，PMOS管截至，NMOS導通，f輸出為低。

輸入X為低，PMOS管導通，NMOS截至，f輸出為高。

與非門

NMOS管與非門：

輸入X1和X2都為高，NMOS導通，f輸出為低。

其他情況，X1或X2有一個截至，f輸出為高。

CMOS管與非門：

輸入X1和X2都為高，兩個PMOS管截至，兩個NMOS導通，f輸出為低。

其他情況，X1或X2有一個截至，f輸出為高。

或非門

A和B有一個為1，輸出為低。

三态門

輸出除了0和1，還可以輸出高阻态。

傳輸門

組合與時序邏輯電路

任何時刻輸出僅取決于該時刻輸入，沒有記憶功能。

時序邏輯電路

任何時刻輸出不僅取決于該時刻輸入，而且與之前狀态有關，有記憶功能。

雙穩态概念

鎖存器和觸發器

R-S鎖存器

特征方程

時序圖

同步RS鎖存器

時鐘信号到達時，觸發器狀态才發生變化。

特征方程（CP=1）

真值表（CP=1）

時序圖

空翻現象

D鎖存器

JK觸發器

真值表

時序圖

維持阻塞式D觸發器

真值表

時序圖

CMOS邊沿D觸發器

編碼器

用n位二進制代碼對N=2^N個信号進行編碼的電路。

邏輯電路

譯碼器

3-8譯碼器

邏輯電路

參考：電路基礎課件