门电路---CMOS

输出高电平的下限值 VOH(min)
输出低电平的上限值 VOH(max)
1. 输入和输出的高、低电平
类型 参数/单位
VIL(max) /V VOL(max) /V VIH(min) /V VOH(min) /V 高电平噪声容限(VNH/V)
4000
VI ODD1m5VA
74H入和输出的高、低电平
vO
vI
vO
驱动门 G1
输出
+VDD
高电平
VOH(min)
负载门 G2
+VDD
vI
输入
高电平
VIH(min)
输出 低电平
VOL(max) 0
G1 门 vO 范围
VIL(max)
输入 低电平
0 G2 门 vI 范围
输入低电平的上限值 VIL(max)
输入高电平的下限值 VIL(min)
当负载门的个数增加时，总的灌电流IOL将增加，同时也将引起 输出低电压VOL的升高。当输出为低电平，并且保证不超过输 出低电平的上限值。
IOL
N OL
I OL ( 驱 动 门) I IL (负 载 门)
IIL
IIL
IOL ：驱动门的输出端为低电平电流
IIL ：负载门输入端电流之和
（a)带拉电流负载
当负载门的个数增加时，总的拉电流将增加，会引起输出高电压 的降低。但不得低于输出高电平的下限值，这就限制了负载门的 个数。
IOH
高电平扇出数:
IIH
N OH
IOH ( 驱 动 门) I IH (负 载 门)
IIH
IOH :驱动门的输出端为高电平电流
IIH :负载门的输入电流为。
(b)带灌电流负载

二❖、低C电M平O输S反出特相性器的静态输入输出特性
IOL：低电平时向内灌入的电流。 随VDD升高，IOL允许值上升。
二❖、高C电M平O输S反出特相性器的静态输入输出特性
IOH：高电平时向外拉的电流。 随VDD升高，IOH允许值上升。
三❖、传C输M延O迟S反时间相器的动态特性
三❖、交C流M噪O声S反容限相器的动态特性
噪声持续时间越 短，噪声容限越
大。
三❖、动C态M功O耗S反－瞬相时器导的通动功态耗P特T 性
T1、T2 同时通
PT=VDDITAV
三❖、动C态M功O耗S反－负相载器电的容动充态放电特功性率PC
PC CL f VDD PS
四、其它类型的CMOS门电路
分布式 二极管
若VDF=0.7V，则vI>VDD+0.7V时，vG=VDD+0.7V vI<-0.7V时，vG=-0.7V。使vC1、vC2均不超过VDD+0.7V。
二❖、输C入M特O性S反相器的静态输入输出特性
D1通
D2通
输入端的绝缘层使电路输入阻抗极高，若有静电感应则会在悬 空端产生不定电位，故CMOS门电路输入端不允许悬空。
②当C的高低电平为VDD和0时，TG可传输0~VDD的信号 ③vO和vI可以互换。
四❖、C其MO它S传类输型门的和CCMMOOSS反门相电器路构成的双向模拟开关
C=0，开关关闭；C=1时，开关接通。 一种常用的典型电路。 SW：Switch
返回
四❖、C其MO它S模类拟型开的关C接M负O载S门电路
四 、三其态它输类出的型C的MCOSM门O电S路门(电3) 路
CMOS门电路输入特性习题（P123 （四）） CMOS门电路输入端接电阻时，相当于接低电平。

CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)指互补金属氧化物(PMOS管和NMOS管)共同构成的互补型MOS集成电路制造工艺，它的特点是低功耗。

由于CMOS中一对MOS组成的门电路在瞬间看，要么PMOS导通，自1958年美国德克萨斯仪器公司(TI)发明集成电路（IC）后，随着硅平面技术的发展，二十世纪六十年代先后发明了双极型和MOS型两种重要的集成电路，它标志着由电子管和晶体管制造电子整机的时代发生了量和质的飞跃。

MOS是:金属-氧化物-半导体(Metal-Oxide-Semiconductor)结构的晶体管简称MOS晶体管，有P 型MOS管和N型MOS管之分。

由MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路，而由PMOS管和NMOS管共同构成的互补型MOS集成电路即为CMOS-IC（ Complementary MOS Integrated Circuit）。

目前数字集成电路按导电类型可分为双极型集成电路（主要为TTL）和单极型集成电路（CMOS、NMOS、PMOS等）。

CMOS电路的单门静态功耗在毫微瓦（nw）数量级。

CMOS发展比TTL晚，但是以其较高的优越性在很多场合逐渐取代了TTL。

以下比较两者性能，大家就知道其原因了。

1.CMOS是场效应管构成，TTL为双极晶体管构成2.CMOS的逻辑电平范围比较大（5～15V），TTL只能在5V下工作3.CMOS的高低电平之间相差比较大、抗干扰性强，TTL则相差小，抗干扰能力差4.CMOS功耗很小，TTL功耗较大（1～5mA/门）5.CMOS的工作频率较TTL略低，但是高速CMOS速度与TTL差不多相当。

集成电路中详细信息：1,TTL电平：输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。

在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。

最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是0.4V。

实验十四TTL、CMOS门电路参数及逻辑特性的测试大学通信工程系林XX一.实验目的：1、掌握TTL、CMOS与非门参数的测量方法；2、掌握TTL、CMOS与非门逻辑特性的测量方法；3、掌握TTL与CMOS门电路接口设计方法。

二.实验原理：(一)TTL门电路：TTL门电路是标准的集成数字电路，其输入、输出端均采用双极型三极管结构：凡是TTL器件特性均与TTL门电路具有相同特性，故需了解TTL门电路的主要参数。

7400是TTL型中速二输入端四与非门。

图1是它的部电路原理图和管脚排列图。

1、TTL与非门的主要参数：（1）输入短路电流：I IS：与非门某输入端接地时，该输入端接入地的电流。

（2）输入高电平电流I IH：与非门某输入端接V CC（5V），其他输入端悬空或接V CC时，流入该输入端的电流。

TTL与非门特性如图2所示：（3）开门电平V ON:使输出端维持低电平V OL所需的最小输入高电平，通常以V O=0.4V时的Vi定义。

（4）关门电平V OFF：使输出端保持高电平V OH所允许的最大输入低电平，通常以Vo=0.9V OH时的Vi定义。

阀值电平V T:V T=(V OFF+V ON)/2（5）开门电阻R ON：某输入端对地接入电阻（其他悬空），使输出端维持低电平（通常以V O=0.4V）所需的最小电阻值。

（6）关门电阻R OFF：某输入端对地接入电阻（其他悬空），使输出端保持高电平V OH（通常以V O=0.9V OH 所允许的最大电阻值）。

TTL与非门输入端的电阻负载特性曲线如图3所示。

（7）输出低电平负载电流I OL：输出保持低电平V O=0.4V时允许的最大灌流（如图4）；（8）输出高电平负载电流I OH：输出保持高电平V O=0.9V OH时允许的最大拉流；（9）平均传输延迟时间tpd：○1开通延迟时间t OFF：输入正跳变上升到1.5V相对输出负跳变下降到1.5V的时间间隔；○2关闭延迟时间t ON：输入负跳变上升到1.5V相对输出正跳变下降到1.5V的时间间隔；○3平均传输延迟时间：开通延迟时间与关闭延迟时间的算术平均值。