cmos门电路电压（CMOS门电路电压传输特性）

本文目录一览：

• 1、CMOS门电路由哪些重要的电气特性参数?他们的物理意义是什么?
• 2、门电路工作原理?
• 3、CMOS门电路和TTL门电路有什么区别?
• 4、CMOS门电路的电源电压VDD=10V时,输出高电平近似等于=V,输出低电平近似...

CMOS门电路由哪些重要的电气特性参数?他们的物理意义是什么?

1、静态功耗：它反映了电路在非工作状态下的能量消耗，是评估电路节能性能的重要指标。 时钟频率：它决定了电路的工作速度，是衡量电路实时处理数据能力的关键参数。 延迟时间：它影响了电路的响应速度，是评价电路高速性能的一个标准。

2、这些电气特性参数的物理意义如下： 静态功耗：与CMOS门电路中的晶体管漏电流有关，表示在静止状态下，CMOS门电路的能耗。 时钟频率：与CMOS门电路中的晶体管开关速度有关，表示CMOS门电路能够处理的最高时钟频率。

3、当输出端接有同类BiCMOS门电路时，输出级能提供足够大的电流为电容性负载充电。同理，已充电的电容负载也能迅速地通过T2放电。上述电路中T1和T2的基区存储电荷亦可通过M1和M2释放，以加快电路的开关速度。当vI为高电压时M1导通，T1基区的存储电荷迅速消散。这种作用与TTL门电路的输入级中T1类似。

4、CMOS门电路由场效应管构成，其优点是集成度高、功耗低，缺点是速度慢。CMOS电路在大规模集成电路和微处理器中占主导地位。CMOS反相器的电压传输特性为：输出高电平为VDD、输出低电平为VSS、阈值电压为VTH，在此状态下，传输电流最大。CMOS电路在长时间工作在阈值电压附近时可能会烧坏。

5、CMOS门电路由单极型MOS管构成的门电路称为Mos门电路。MOS电路具有制造工艺简单、功耗低、集成度高、电源电压使用范围宽、抗干扰能力强等优点，特别适用于大规模集成电路。

6、输入噪声容限是指门电路在输入电压波动范围内的容忍度，确保输出电压保持不变。这个参数由公式确定。提高噪声容限可通过增加公式中的某些值来实现，但需要权衡功耗增加的问题。扇出系数表示门电路驱动其他门电路的能力。TTL电路的扇出系数取决于其电流特性，而CMOS电路的扇出系数较高，因为它们不需要电流传输。

门电路工作原理?

1、门电路以二进制为原理。门电路规定各个输入信号之间满足某种逻辑关系时，才有信号输出，通常有下列三种门电路：与门、或门、非门（反相器）。从逻辑关系看，门电路的输入端或输出端只有两种状态，无信号以“0”表示，有信号以“1”表示。也可以这样规定：低电平为“0”，高电平为“1”，称为正逻辑。

2、与非门是与门和非门的结合，先进行与运算，再进行非运算。与非门是当输入端中有1个或1个以上是低电平时，输出为高电平；只有所有输入是高电平时，输出才是低电平。

3、门电路主要类型有三种：与门、或门和非门（反相器）。它们依据特定的逻辑关系决定是否输出信号。在逻辑关系上，门电路的输入端或输出端仅具备两种状态：无信号表示“0”，有信号表示“1”。若将低电平设为“0”，高电平设为“1”，则称之为正逻辑。

CMOS门电路和TTL门电路有什么区别?

结构不同。TTL门电路是由晶体管构成的逻辑电路，CMOS门电路以MOS管作为开关器件的门电路是CMOS门电路，其中为P-MOS管和N-MOS管构成互补的结构形式。电压电流不同。由于器件的电压不同，TTL电路和CMOS电路定义的高低电平电压以及电流不一样.。

TTL和CMOS的主要区别不仅在于电压范围，还在于它们的电平标准和性能指标，如输入输出阈值（VIL， VIH， VOL， VOH）的匹配，这对电路稳定性和兼容性至关重要。在实际应用中，TTL电路对输入负载较为敏感，若不适当处理，可能导致损坏，而CMOS则需要钳位、去耦和限流电阻来保护输入端。

主体不同 TTL电路：是晶体管-晶体管逻辑电路。CMOS电路：是互补型金属氧化物半导体电路。特点不同 TTL电路：采用双极型工艺制造，具有高速度低功耗和品种多等特点。

CMOS是场效应管构成，TTL为双极晶体管构成。COMS的逻辑电平范围比较大，一般在5V～15V，TTL只能在5V下工作。CMOS的高低电平之间相差比较大、抗干扰性强，TTL则相差小，抗干扰能力差。CMOS功耗很小，TTL功耗较大，一般在1～5mA/门。

CMOS的高低电平之间相差比较大、抗干扰性强，TTL则相差小，抗干扰能力差；CMOS功耗很小，TTL功耗较大（1～5mA/门）；CMOS的工作频率较TTL略低，但是高速CMOS速度与TTL差不多相当；CMOS的噪声容限比TTL噪声容限大；通常以为TTL门的速度高于CMOS门电路。

CMOS门电路的电源电压VDD=10V时,输出高电平近似等于=V,输出低电平近似...

低电平约等于0v电压。门电路高低电平，依靠控制输出电压导通和截止。

· 稳定时在输出VDD和GND之间存在有限电阻的通路。因此CMOS反相器具有低输出阻抗。对噪声和干扰不敏感。输出电阻大约在kΩ。 · 极高输入电阻。输入端晶体管栅极和电路通路之间存在绝缘层。由于绝缘层，因此驱动一个CMOS反相器的驱动电流几乎为0，理论上一个CMOS反相器可以驱动无数个门（扇出无穷大）。

逻辑摆幅大：CMOS集成电路的逻辑高电平“1”、逻辑低电平“0”分别接近于电源高电位VDD及电影低电位VSS。当VDD=15V，VSS=0V时，输出逻辑摆幅近似15V。因此，CMOS集成电路的电压电压利用系数在各类集成电路中指标是较高的。

因为TTL电路电源电压是5V，CMOS电路电源电压一般是12V。5V的电平不能触发CMOS电路，12V的电平会损坏TTL电路，因此不能互相兼容匹配。（三）TTL电平标准 输出 L： 0.8V ； H：4V。输入 L： 2V ； H：0V TTL器件输出低电平要小于0.8V，高电平要大于4V。

静态功耗低，每门功耗为纳瓦级；逻辑摆幅大，近似等于电源电压。抗干扰能力强，直流噪声容限达逻辑摆幅的35%左右。可在较广泛的电源电压范围内工作，便于与其他电路接口，速度快，门延迟时间达纳秒级；在模拟电路中应用，其性能比NMOS电路好；与NMOS电路相比，集成度稍低。