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NMOS與PMOS構(gòu)成的傳輸門介紹
  • 發(fā)布時(shí)間:2022-11-30 15:39:57
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NMOS與PMOS構(gòu)成的傳輸門介紹
傳輸門是由外部施加的邏輯電平控制的NMOS和PMOS晶體管組成的雙向開關(guān)。
傳輸門
將PMOS和NMOS器件并聯(lián)連接在一起我們可以創(chuàng)建一個(gè)基本的雙邊CMOS開關(guān),通常稱為“傳輸門”。注意,傳輸門與傳統(tǒng)的CMOS邏輯門完全不同,因?yàn)閭鬏旈T是對(duì)稱的,或雙邊的,即輸入和輸出是可互換的。
這個(gè)雙邊操作顯示在下面的傳輸門符號(hào)中,它顯示了兩個(gè)指向相反方向的疊加三角形,表示兩個(gè)信號(hào)方向。
CMOS傳輸門
NMOS PMOS 傳輸門
兩個(gè)MOS晶體管與NMOS和PMOS的柵極之間使用的反相器并聯(lián)連接,以提供兩個(gè)互補(bǔ)的控制電壓。當(dāng)輸入控制信號(hào)V C 為低電平時(shí),NMOS和PMOS晶體管都截止,開關(guān)打開。當(dāng)V C 為高電平時(shí),兩個(gè)器件都被偏置為導(dǎo)通,開關(guān)閉合。
因此當(dāng)V C <時(shí),傳輸門充當(dāng)“閉合”開關(guān)/ sub> = 1,而當(dāng)V C = 0作為電壓控制開關(guān)工作時(shí),門用作“開路”開關(guān)。指示PMOS FET柵極的符號(hào)氣泡。
傳輸門布爾表達(dá)式
與傳統(tǒng)邏輯門一樣,我們可以使用真值來定義傳輸門的操作表和布爾表達(dá)式如下。
傳輸門真值表
NMOS PMOS 傳輸門
從上面的真值表我們可以看出,B處的輸出不僅依賴于輸入A的邏輯電平,還依賴于存在的邏輯電平??刂戚斎搿?/div>
因此,B的邏輯電平值被定義為A AND Control,它給出了傳輸門的布爾表達(dá)式:
B = A.Control
由于傳輸門的布爾表達(dá)式包含邏輯AND功能,因此可以使用標(biāo)準(zhǔn)的2輸入AND門實(shí)現(xiàn)此操作,其中一個(gè)輸入是數(shù)據(jù)輸入,而另一個(gè)是控制輸入,如圖所示。
和門實(shí)現(xiàn)
NMOS PMOS 傳輸門
關(guān)于傳輸門,單個(gè)NMOS或其他兩個(gè)要考慮的問題單個(gè)PMOS本身可以用作CMOS開關(guān),但兩個(gè)晶體管并聯(lián)的組合具有一些優(yōu)點(diǎn)。 FET溝道是電阻性的,因此兩個(gè)晶體管的導(dǎo)通電阻有效地并聯(lián)連接。
作為FET導(dǎo)通電阻是柵極 - 源極電壓的函數(shù),V GS ,當(dāng)一個(gè)晶體管由于柵極驅(qū)動(dòng)而變得較不導(dǎo)通時(shí),另一個(gè)晶體管接管并變得更導(dǎo)通。因此,兩個(gè)導(dǎo)通電阻(低至2或3Ω)的組合值與單個(gè)開關(guān)晶體管本身的情況相比或多或少保持不變。
傳輸門導(dǎo)通電阻
NMOS PMOS 傳輸門
小結(jié)
連接P溝道FET(PMOS)和N溝道FET(NMOS),我們可以創(chuàng)建一個(gè)固態(tài)開關(guān),使用邏輯電平電壓進(jìn)行數(shù)字控制,通常稱為“傳輸”門“。
傳輸門,(TG)是雙向開關(guān),其中任何一個(gè)端子都可以是輸入或輸出。除輸入和輸出端子外,傳輸門還有一個(gè)稱為控制的第三個(gè)連接,其中控制輸入將門的開關(guān)狀態(tài)確定為開路或閉路(NO / NC)開關(guān)。
此輸入通常由數(shù)字邏輯信號(hào)驅(qū)動(dòng),該信號(hào)在地(0V)和設(shè)定的直流電壓(通常為VDD)之間切換。當(dāng)控制輸入為低電平(控制= 0)時(shí),開關(guān)打開,當(dāng)控制輸入為高電平(控制= 1)時(shí),開關(guān)閉合。
傳輸門的作用類似于電壓控制開關(guān),作為開關(guān),CMOS傳輸門可用于切換通過全范圍電壓(從0V到V DD )的模擬和數(shù)字信號(hào)。
在單個(gè)柵極內(nèi)將NMOS和PMOS晶體管組合在一起意味著NMOS晶體管將傳輸良好的邏輯“0”但是差的邏輯“1”,而PMOS晶體管傳輸良好的邏輯“1”但是邏輯“0”。因此,將NMOS晶體管與PMOS晶體管并聯(lián)連接可提供單個(gè)雙向開關(guān),為單個(gè)輸入邏輯電平控制的CMOS邏輯門提供高效的輸出驅(qū)動(dòng)能力。
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