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反相器詳解,反相器電路圖及解析
  • 發(fā)布時(shí)間:2024-05-31 18:30:22
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反相器詳解,反相器電路圖及解析
反相器(英語(yǔ):Inverter)也稱非門(英語(yǔ):NOT gate),是數(shù)字邏輯中實(shí)現(xiàn)邏輯非的邏輯門。
反相器是可以將輸入信號(hào)的相位反轉(zhuǎn)180度,這種電路應(yīng)用在模擬電路,比如說音頻放大,時(shí)鐘振蕩器等。
反相器的作用
反相器在電路設(shè)計(jì)中具有極其廣泛的應(yīng)用。其主要作用包括信號(hào)放大、信號(hào)濾波、信號(hào)相位翻轉(zhuǎn)、比較器、振蕩器等方面。同時(shí),反相器也是數(shù)字電路中的重要組成部分之一,可以用于邏輯非門、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器和控制電路等方面。
反相器的種類
CMOS反相器電路由兩個(gè)增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管組成。典型TTL與非門電路電路由輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)組成。
CMOS反相器電路由兩個(gè)增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管組成,其中V1為NMOS管,稱驅(qū)動(dòng)管,V2為PMOS管,稱負(fù)載管。 NMOS管的柵源開啟電壓UTN為正值,PMOS管的柵源開啟電壓是負(fù)值,其數(shù)值范圍在2~5V之間。為了使電路能正常工作,要求電源電壓UDD>(UTN+|UTP|)。UDD可在3~18V之間工作,其適用范圍較寬。
典型TTL與非門電路電路組成:輸入級(jí)--晶體管T1和電阻Rb1構(gòu)成。中間級(jí)--晶體管T2和電阻Rc2、Re2構(gòu)成。輸出級(jí)--晶體管T3、T4、D和電阻Rc4構(gòu)成,推拉式結(jié)構(gòu),在正常工作時(shí),T4和T3總是一個(gè)截止,另一個(gè)飽和。
CMOS反相器電路圖
CMOS反相器電路由兩只增強(qiáng)型MOSFET組成,其中一個(gè)為N溝道結(jié)構(gòu),另一個(gè)為P溝道結(jié)構(gòu)。為了電路能正常工作,要求電源電壓VDD大于兩個(gè)管子的開啟電壓的絕對(duì)值之和,即:
反相器電路
TTL反相器電路圖
通過觀察可以發(fā)現(xiàn),與同時(shí)使用P溝道和N溝道MOS管制成的CMOS反相器不同,TTL反向器中,只使用了NPN型這一種結(jié)構(gòu)的三極管,這造就了它與CMOS反相器的不同之處。
反相器電路
T1:第一個(gè)管子作用與其他管子都不同,電源僅連到管子基極,這個(gè)三極管可以簡(jiǎn)單看成是兩個(gè)并聯(lián)的二極管。而且因?yàn)樽笥沂遣⒙?lián)關(guān)系,兩邊電壓會(huì)相互牽制。
T2:第二個(gè)管子的開關(guān)控制了上下兩個(gè)電阻的壓降,起到一個(gè)分配作用。正是如此,這塊區(qū)域被稱為倒向級(jí)。
T4、T5:這兩個(gè)管子和CMOS反相器中兩個(gè)管子很相似,它們的開關(guān)直接決定輸出電壓。但它們又都是高電平觸發(fā),需要T2管來控制,這一點(diǎn)與CMOS反相器不同。
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