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2.1.2 场效应管的开关特性

MOS管的输入电阻很大,电路功耗很小,且MOS管的面积比单极型晶体管要小,可以使复杂的数字系统占用很小的硅片面积,大规模地提高集成电路的集成度。因此,MOS管广泛应用于数字电路之中。

数字电路中普遍采用增强型的MOSFET.

1. MOS场效应管(MOSFET)的开关特性

增强型N MOSFET的工作原理

(当漏源电压uds较高时)

a. 栅源电压ugs小于开启电压ut时,id=0,MOSFET处于截止状态,管子相当于开关断开。

b.当ugs大于ut,MOSFET工作在变阻状态,电压uds较小,管子相当于开关接通。

NMOSFET的开关模型

MOS场效应管的开关速度往往比双极型管低,但随着工艺的改进,集成CMOS电路的速度已和TLL电路不差上下。

在NMOS增强型管的栅极加上一个等于电源值VDD的电路最高电压,使管子可以很好导通。

如果输入UI电压允许在0V到VDD之间变化,输出电压UO的范围被限制在0V和VDD-Utn之间,输出电压达不到电源值。

结论:NMOS传输一个强逻辑0,传输弱逻辑1.

          PMOS传输一个强逻辑1, 传输弱逻辑0.

2.互补定律及CMOS反相器

PMOS和NMOS在电气和逻辑特性上互补,即它们的开关特性及电压传输特性相反。因此,利用他们可以很方便的组成逻辑电路,称为CMOS电路。

 

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