反相器詳解,反相器電路圖及分析-KIA MOS管

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(shuō)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(kāi)啟電壓UTN為正值，PMOS管的柵源開(kāi)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(kāi)啟電壓的絕對(duì)值之和，即：

TTL反相器電路圖

通過(guò)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。

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(kāi)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(kāi)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(lái)控制，這一點(diǎn)與CMOS反相器不同。

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