大佬帶你分析CMOS，CMOS傳輸門(mén)的秘密

對(duì)于CMOS，大家應(yīng)該都有所耳聞了?，F(xiàn)實(shí)中，CMOS具備很多應(yīng)用，比如我們的電腦中便具有CMOS。由此可見(jiàn)，CMOS對(duì)于我們的現(xiàn)代生活而言，還是比較重要的。為增進(jìn)大家對(duì)CMOS的了解，本文將對(duì)CMOS傳輸門(mén)的傳輸予以介紹。如果你對(duì)CMOS具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、簡(jiǎn)介

CMOS傳輸門(mén)(TransmissionGate)是一種既可以傳送數(shù)字信號(hào)又可以傳輸模擬信號(hào)的可控開(kāi)關(guān)電路。CMOS傳輸門(mén)由一個(gè)PMOS和一個(gè)NMOS管并聯(lián)構(gòu)成，其具有很低的導(dǎo)通電阻(幾百歐)和很高的截止電阻(大于10^9歐)。

所謂傳輸門(mén)(TG)就是一種傳輸模擬信號(hào)的模擬開(kāi)關(guān)。CMOS傳輸門(mén)由一個(gè)P溝道和一個(gè)N溝道增強(qiáng)型MOSFET并聯(lián)而成，如下圖所示。

二、cmos傳輸門(mén)工作原理

TP和TN是結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)的器件，它們的漏極和源極是可互換的。設(shè)它們的開(kāi)啟電壓|VT|=2V且輸入模擬信號(hào)的變化范圍為-5V到+5V。為使襯底與漏源極之間的PN結(jié)任何時(shí)刻都不致正偏，故TP的襯底接+5V電壓，而TN的襯底接-5V電壓。兩管的柵極由互補(bǔ)的信號(hào)電壓(+5V和-5V)來(lái)控制，分別用C和!C表示。

傳輸門(mén)的工作情況如下：當(dāng)C端接低電壓-5V時(shí)TN的柵壓即為-5V，vI取-5V到+5V范圍內(nèi)的任意值時(shí)，TN不導(dǎo)通。同時(shí)、TP的柵壓為+5V，TP亦不導(dǎo)通?？梢?jiàn)，當(dāng)C端接低電壓時(shí)，開(kāi)關(guān)是斷開(kāi)的。為使開(kāi)關(guān)接通，可將C端接高電壓+5V。此時(shí)TN的柵壓為+5V，vI在-5V到+3V的范圍內(nèi)，TN導(dǎo)通。同時(shí)TP的棚壓為-5V，vI在-3V到+5V的范圍內(nèi)TP將導(dǎo)通。

由上分析可知，當(dāng)vI《-3V時(shí)，僅有TN導(dǎo)通，而當(dāng)vI》+3V時(shí)，僅有TP導(dǎo)通當(dāng)vI在-3V到+3V的范圍內(nèi)，TN和TP兩管均導(dǎo)通。

進(jìn)一步分析還可看到，一管導(dǎo)通的程度愈深，另一管的導(dǎo)通程度則相應(yīng)地減小。換句話說(shuō)，當(dāng)一管的導(dǎo)通電阻減小，則另一管的導(dǎo)通電阻就增加。由于兩管系并聯(lián)運(yùn)行，可近似地認(rèn)為開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通電阻近似為一常數(shù)。這是CMOS傳輸出門(mén)的優(yōu)點(diǎn)。在正常工作時(shí)，模擬開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通電阻值約為數(shù)百歐，當(dāng)它與輸入阻抗為兆歐級(jí)的運(yùn)放串接時(shí)，可以忽略不計(jì)。

三、邏輯功能

MOSFET的輸出特性在原點(diǎn)附近呈線性對(duì)稱(chēng)關(guān)系，因而它們常用作模擬開(kāi)關(guān)。模擬開(kāi)關(guān)廣泛地用于取樣——保持電路、斬波電路、模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路等。在數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)中，傳輸門(mén)左端為輸入，右端為輸出，上端C反、下端C為控制端，當(dāng)C反為0，C為1時(shí)TG門(mén)開(kāi)通，此時(shí)右端輸出out=左端輸入in。

四、TTL傳輸門(mén)

用一對(duì)極性相反的三極管也能構(gòu)成傳輸門(mén)。

如圖，若P=0，N=1：

當(dāng)A作為輸入端且為高電平時(shí)，信號(hào)從上面的三極管傳輸?shù)紹端輸出(P端三極管導(dǎo)通);若A為低電平，則通過(guò)下面的三極管送到B端(N端三極管導(dǎo)通)。

當(dāng)B作為輸入端且為高電平時(shí)，信號(hào)從下面的三極管送到A端輸出(N端三極管導(dǎo)通);若為低電平，則從上面的三極管傳輸?shù)紸端(P端三極管導(dǎo)通)。

若P=1，N=0，則兩個(gè)三極管都截止，此時(shí)A、B之間相當(dāng)于斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)。

因?yàn)槭荘=0，N=1時(shí)打開(kāi)傳輸門(mén)，所以畫(huà)出的電路符號(hào)上是P上有小圓圈，N上沒(méi)有。

五、傳輸門(mén)的應(yīng)用

(1)門(mén)控振蕩器

如圖3所示，當(dāng)c為“1”時(shí)，TG導(dǎo)通電路振蕩，VO輸出矩形波;當(dāng)c為“O”時(shí)，TG截止，電路停止振蕩。

圖3門(mén)控振蕩器

(2)程控脈沖振蕩器

如果要獲得不同頻率矩形波可采用如圖4所示的電路，只要對(duì)A、B、C加入不同的電平控制，即可獲得不同頻率的矩形波。

圖4程控脈沖振蕩器

(3)程控運(yùn)算放大器

傳輸門(mén)可以傳輸數(shù)字信號(hào)，也可以傳輸模擬信號(hào)，在運(yùn)算放大器的反饋部分采用程控方式，可以改變放大器的電壓放大倍數(shù)。如圖5程控放大器

圖5程控放大器

以上便是此次小編帶來(lái)的“CMOS”相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文，希望大家對(duì)CMOS傳輸門(mén)的傳輸具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!