下载文档原格式
第五章CMOS组合逻辑电路设计II －动态CMOS电路第一节动态逻辑门电路的基本结构、原理、特点第二节多米诺（Domino）CMOS电路第三节改进的Domino CMOS电路第四节时钟CMOS （C2MOS）第一节动态逻辑门电路的基本结构、原理、特点一、预充－求值动态CMOS的基本结构和工作原理二、动态CMOS的特点三、动态CMOS的问题四、动态CMOS的级联静态电路：靠管子稳定的导通、截止来保持输出状态除状态反转外，输出始终与VDD和GND保持通路。
动态电路：靠电容来保存信息一、预充－求值动态CMOS 的基本结构和工作原理In 1In 2PDN In 3M e M p Clk Clk Out C L 预充－求值动态CMOS 电路的基本结构工作过程：➢预充阶段：Clk ＝0，Out 被Mp 预充到VDD ，Me 截止，无论输入何值，均不存在直流通路。
此时的输出无效。
➢求值阶段：Clk ＝1，Mp 截止，Me 导通，Out和GND 之间形成一条有条件的路径。
具体由PDN 决定。
若PDN 存在该路径，则Out 被放电，Out 为低电平，“0”。
如果不存在，则预充电位保存在CL 上，Out 为高电平“1”。
➢求值阶段，只能有与GND 间的通路，无与VDD 间的，一旦放电，不可能再充电，只能等下次。
预充FET 求值FET预充－求值动态CMOS 电路的工作原理预充预充求值输出只在此时有效),2,1(Xn X X F Y ⋅⋅⋅=当Clk ＝1时Clk OutClk ＝0时，输出为1，与输入无关OutClk Clk ABCM p M e on off 1off on((AB)+C)例PUNPUN 构成的动态CMOS 电路),2,1(Xn X X F Y ⋅⋅⋅=Clk ＝1时，输出为0，与输入无关当Clk ＝0时一般不用PUN 网络二、动态CMOS的特点•逻辑功能由下拉网络PDN实现。
其结构和设计与互补CMOS 和类NMOS的一样。
3逻辑门电路3.1 MOS逻辑门电路3.2TTL逻辑门电路*3.3射极耦合逻辑门电路*3.4砷化镓逻辑门电路3.5逻辑描述中的几个问题3.6逻辑门电路使用中的几个实际问题* 3.7用VerilogHDL描述逻辑门电路3.逻辑门电路教学基本要求：1.了解半导体器件的开关特性。
2.熟练掌握基本逻辑门（与、或、与非、或非、异或门）、三态门、OD门（OC门）和传输门的逻辑功能。
3.学会门电路逻辑功能分析方法。
4.掌握逻辑门的主要参数及在应用中的接口问题。
3.1 MOS逻辑门3.1.1数字集成电路简介3.1.2逻辑门的一般特性3.1.3MOS开关及其等效电路3.1.4CMOS反相器3.1.5CMOS逻辑门电路3.1.6CMOS漏极开路门和三态输出门电路3.1.7CMOS传输门3.1.8CMOS逻辑门电路的技术参数1 . 逻辑门:实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路。
2. 逻辑门电路的分类二极管门电路三极管门电路 TTL 门电路MOS 门电路 PMOS 门 CMOS 门逻辑门电路分立门电路集成门电路NMOS 门 3.1.1 数字集成电路简介1.CMOS 集成电路:广泛应用于超大规模、甚大规模集成电路4000系列 74HC 74HCT 74VHC 74VHCT 速度慢与TTL 不兼容 抗干扰 功耗低74LVC 74VAUC 速度加快 与TTL 兼容 负载能力强 抗干扰 功耗低速度两倍于74HC 与TTL 兼容 负载能力强 抗干扰 功耗低低(超低)电压 速度更加快 与TTL 兼容 负载能力强 抗干扰功耗低74系列74LS 系列74AS 系列74ALS2.TTL 集成电路:广泛应用于中、大规模集成电路3.1.1 数字集成电路简介3.1.2 逻辑门电路的一般特性1. 输入和输出的高、低电平v O v I 驱动门 G 1负载门 G 2 11 输出高电平的下限值 V OH(min)输入低电平的上限值V IL(max)输入高电平的下限值V IL(min) 输出低电平的上限值 V OH(max)输出高电平+ V D D V O H ( m in )V O L ( m ax )G 1 门 v O 范围v O输出低电平输入 高电平 V I H ( m in ) V I L ( m ax )+ V D D 0 G 2 门 v I范围 输入低电平v IV NH —当前级门输出高电平的最小值时允许负向噪声电压的最大值。
教案MOS构成基本逻辑门电路一、教学目标1.理解MOS管的基本工作原理；2.掌握MOS管构成基本逻辑门电路的方法；3.能够设计和组装MOS管构成的基本逻辑门电路；4.掌握基本逻辑门电路的真值表和运算规律。
二、教学重点1.MOS管的基本工作原理；2.MOS管构成基本逻辑门电路的方法；3.基本逻辑门电路的真值表和运算规律。
三、教学难点1.MOS管的基本工作原理；2.基本逻辑门电路的真值表和运算规律的理解。
四、教学准备1.已学习过MOS管的基本知识；2.准备好教材、实验器材和实验电路板。
五、教学步骤1.复习MOS管的基本工作原理。
2.引导学生了解MOS管构成基本逻辑门电路的方法。
-构成与门电路：将N沟道MOS管的漏极连接到电源VDD，源极接地，输入信号经过电阻连接到栅极，输出信号从漏极输出。
-构成或门电路：将P沟道MOS管的漏极连接到电源VDD，源极接地，输入信号经过电阻连接到栅极，输出信号从漏极输出。
-构成非门电路：将N沟道MOS管的漏极连接到电源VDD，源极接地，输入信号经过电阻连接到栅极，输出信号从漏极输出。
-构成与非门电路：将P沟道MOS管的漏极连接到电源VDD，源极接地，输入信号经过电阻连接到栅极，输出信号从漏极输出。
3.演示MOS管构成基本逻辑门电路的过程。
-将N沟道MOS管和P沟道MOS管按照逻辑门的要求连接到电源和地，输入信号连接到栅极，输出信号从漏极输出。
4.学生自己动手制作MOS管构成的基本逻辑门电路。
5.分组进行实验。
-组员分别负责制作不同的基本逻辑门电路。
-测试各组制作的电路是否正常工作。
6.总结基本逻辑门电路的真值表和运算规律。
-给学生阐述并总结与门电路、或门电路、非门电路和与非门电路的真值表和运算规律。
七、教学效果反馈1.学生完成实验报告。
2.学生进行课堂讨论。
-学生分享自己制作基本逻辑门电路的经验和心得。
八、教学延伸1.完成扩展实验设计。
-学生自行设计并制作其他逻辑门电路。
mos管逻辑门电路逻辑门是数字电子电路中的一种基本组件，常用于数字电路的逻辑分析和控制。
其中，mos管逻辑门电路是一种常见且重要的逻辑门电路。
本文将详细介绍mos管逻辑门电路的原理及应用。
1. 什么是mos管逻辑门电路？mos管逻辑门电路是由金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）构成的逻辑门电路。
通过不同组合的mos管，可以实现不同的逻辑操作，例如与门、或门、非门等。
mos管逻辑门电路具有高集成度、低功耗、快速响应等特点，广泛应用于数字电路领域。
2. mos管逻辑门电路的构成与原理mos管逻辑门电路主要由P型MOS管和N型MOS管组成。
当输入信号施加在mos管的栅极上时，栅极与源极之间的电压会控制mos管内部形成的电场，从而改变导通特性。
根据mos管导通与否的不同组合方式，可以实现各种逻辑门的功能。
mos管逻辑门电路广泛应用于数字电路中的逻辑操作。
通过将多个mos管逻辑门电路串联或并联，可以构建复杂的数字逻辑电路，实现数字系统的逻辑功能。
同时，mos管逻辑门电路还可以用于时序电路的设计、数据处理、微处理器等领域。
mos管逻辑门电路具有以下特点：（1）高集成度：mos管逻辑门电路性能稳定，体积小，便于集成化设计；（2）低功耗：由于mos管的导通特性和控制方式，mos管逻辑门电路功耗较低；（3）快速响应：mos管逻辑门电路响应速度快，能够满足高速数字系统的要求。
mos管逻辑门电路是一种常见且重要的逻辑门电路，在数字电路领域起着关键作用。
本文介绍了mos管逻辑门电路的构成与原理，以及其在逻辑操作、数字系统设计和高速数字系统等方面的应用。
通过了解mos管逻辑门电路的特点，我们可以更好地理解其在数字电路中的作用与价值，为相关领域的研究与应用提供参考。
不断研究和应用mos 管逻辑门电路将推动数字电路技术的发展，为电子信息领域的进一步创新打下坚实基础。
逻辑门电路完整教程第二章逻辑门电路引言通过上一章的学习，我们已经对数字电路及其分析方法、数制和码有了基本的概念。
并且学习了从与、或、非三种基本逻辑运算引出逻辑变量与逻辑函数的关系。
第一章中逻辑符号是以黑匣的方式来表示相应的逻辑门，这种黑匣法帮助我们建立初步的概念。
为了正确而有效地使用集成逻辑门电路，还必须对组件内部电路特别是对它的外部特性有所了解。
本章将揭开黑匣的奥秘，讲述几种通用的集成逻辑门电路，如BJT-BJT逻辑门电路（TTL）、射极耦合逻辑门电路（ECL）和金属-氧化物-半导体互补对称逻辑门电路（CMOS）。
在学习上述各种电路的逻辑功能和特性前首先必须熟悉开关器件的开关特性，这是门电路的工作基础。
但在分析门电路时，将着重它们的逻辑功能和外特性，对其内部电路，只作一般介绍。
第一节二极管的开关特性一般而言，开关器件具有两种工作状态：第一种状态被称为接通，此时器件的阻抗很小，相当于短路；第二种状态是断开，此时器件的阻抗很大，相当于开路。
在数字系统中，晶体管基本上工作于开关状态。
对开关特性的研究，就是具体分析晶体管在导通和截止之间的转换问题。
晶体管的开关速度可以很快，可达每秒百万次数量级，即开关转换在微秒甚至纳秒级的时间内完成。
二极管的开关特性表现在正向导通与反向截止这样两种不同状态之间的转换过程。
二极管从反向截止到正向导通与从正向导通到反向截止相比所需的时间很短，一般可以忽略不计，因此下面着重讨论二极管从正向导通到反向截止的转换过程。
一、二极管从正向导通到截止有一个反向恢复过程在上图所示的硅二极管电路中加入一个如下图所示的输入电压。
在0―t1时间内，输入为+V F，二极管导通，电路中有电流流通。
设V D为二极管正向压降（硅管为0.7V左右），当V F远大于V D时，V D可略去不计，则在t1时，V1突然从+V F变为-V R。
在理想情况下，二极管将立刻转为截止，电路中应只有很小的反向电流。
但实际情况是，二极管并不立刻截止，而是先由正向的I F变到一个很大的反向电流I R=V R／R L，这个电流维持一段时间t S后才开始逐渐下降，再经过t t后，下降到一个很小的数值0.1I R，这时二极管才进人反向截止状态，如下图所示。
3.2讲解MOS分立元件构成逻辑非门工作原理
3.3讲解MOS分立元件构成逻辑与非及或非门工作原理
二. P沟道增强性MOS管的结构和工作原理
G
S
D
N
P P
G
D S
V DS
V GS
R D
源极与衬底接
在一起
V GS<0且|V GS|>|V GS(th)P|
时，形成导电P沟道。
2. MOS分立元件构成非门（反相器）
V DD
u i
u o
R D
→u i A u o Y
A
Y=
电压关系表
u
I
/V u O/V
0V
DD
V
DD
真值表
1
1
A Y
3. 分立元件二极管和MOS管构成与非及或非门
V
DD
Y
R D
MOS管非门
D1
D2
A
B
V DD
二极管与门
逻辑式：B
A
F⋅
=
逻辑符号：A
B
Y
逻辑式：B
A
F⋅
=
逻辑符号：A
B
Y
A
B
D1
D2
R
二极管或门
V DD
0V
V DD
Y
R D
MOS管非门
此处解释：
P沟道增
强性MOS
管的开关
特性。
此处说明：
采用模拟
电子中的
负载线方
法讲解，使
学生容易
理解。
为了节约
课时采用
课件PPT
演示方式
组织教学。
此处强调：
逻辑门电
路的输入
信号取值
为：0V或
者V DD，电
路中器件
均以开关
方式工作。
u ONN 导通导通截止时
时电压传输特性和电流传输特性
+V DD
T P
u Y
T N
V SS。
