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什么是互補MOS管?互補MOS管工作原理-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2021-03-12 

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什么是互補MOS管?互補MOS管工作原理-KIA MOS管


什么是互補MOS管

由NMOS和PMOS兩種管子組成電路可稱為互補MOS電路,即CMOS電路。


CMOS集成電路采用場效應(yīng)管,且都是互補結(jié)構(gòu),工作時兩個串聯(lián)的場效應(yīng)管總是處于一個管導(dǎo)通,另一個管截止的狀態(tài),電路靜態(tài)功耗理論上為零。實際上,由于存在漏電流,CMOS電路尚有微量靜態(tài)功耗。


CMOS-互補MOS管工作原理

互補金屬氧化物半導(dǎo)體器件是其中P溝道和N溝道增強MOSFET以推挽式布置連接的芯片。CMOS的基本連接如圖所示。


互補MOS管

N溝道和P溝道CMOS連接


上圖顯示了各種CMOS連接,尤其是N溝道和P溝道CMOS連接。


在該電路中,兩個MOSFET(P溝道MOSFET和N溝道MOSFET)串聯(lián)連接,使P溝道器件的源極連接到正電源+VDD,并連接N溝道器件的源極到地面。


兩個器件的柵極作為公共輸入連接,兩個器件的漏極端子作為公共輸出連接在一起。


當輸入保持在0伏特的低電平時,MOSFET T1的柵極相對于源極S處于負電位。因此,MOSFET T1將導(dǎo)通,其電阻RON= 1千歐姆,而柵極MOSFET T2相對于其源極為0伏。


所以T2將關(guān)閉,其電阻RSoff = 10 ^ 10歐姆。這兩個電阻都像一個分壓器,其輸出約為+VDD伏


在其他情況下,當輸入保持在+VDD伏特的高電平時,則MOSFET T1的柵極相對于源極處于零電位,因此T1 將關(guān)斷,其電阻R0FF= 10 ^ 10歐姆 MOSFET T2的柵極相對于其源極處于正電位,因此MOSFET T2 將導(dǎo) 通,其電阻RON = 1 Kilo Ohm。在這種情況下,輸出約為0伏。


互補MOS管

CMOS波形


上圖顯示了CMOS管工作原理 - 輸出波形。


除了從+VDD到零電壓或從零上升到+VDD的短時間外,P溝道MOSFET(或PMOST)和N溝道MOSFET(或NMOS)的串聯(lián)組合關(guān)閉一個晶體管然后從電源中抽出電流。


因此,CMOS電路與輸入或高或低操作 而繪圖沒有從供電除了在短暫的時間,而與高和低輸出電平之間的切換,當兩個晶體管為ON為一個被接通其他是關(guān)斷。


實際上,CMOS電路的功耗在直流條件下為零,隨著施加的信號頻率增加而增加,因為電路更頻繁地切換。


CMOS器件主要用于數(shù)字電路,工作時提供0 V或+VDD(+ 5 V)輸出,同時從電源獲取非常少的功率。大多數(shù)低功耗IC(集成電路)使用CMOS內(nèi)置晶體管。圖中所示的曲線給出了輸入和輸出電壓之間的關(guān)系。




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