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CMOS-互補(bǔ)MOSFET工作原理與優(yōu)勢(shì)簡(jiǎn)介
  • 發(fā)布時(shí)間:2020-04-11 15:53:08
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CMOS-互補(bǔ)MOSFET工作原理與優(yōu)勢(shì)簡(jiǎn)介
互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體器件是其中P溝道和N溝道增強(qiáng)MOSFET以推挽式布置連接的芯片。CMOS的基本連接如圖所示。
MOSFET工作原理
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(gè)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(gè)器件的柵極作為公共輸入連接,兩個(gè)器件的漏極端子作為公共輸出連接在一起。
當(dāng)輸入保持在0伏特的低電平時(shí),MOSFET T1的柵極相對(duì)于源極S處于負(fù)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(duì)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(gè)電阻都像一個(gè)分壓器,其輸出約為+VDD伏
在其他情況下,當(dāng)輸入保持在+VDD伏特的高電平時(shí),則MOSFET T1的柵極相對(duì)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(duì)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。
MOSFET工作原理
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(shí)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(gè)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(méi)有從供電除了在短暫的時(shí)間,而與高和低輸出電平之間的切換,當(dāng)兩個(gè)晶體管為ON為一個(gè)被接通其他 是 關(guān)斷。實(shí)際上,CMOS電路的功耗在直流條件下為零,隨著施加的信號(hào)頻率增加而增加,因?yàn)殡娐犯l繁地切換。
CMOS器件主要用于數(shù)字電路,工作時(shí)提供0 V或+VDD(+ 5 V)輸出,同時(shí)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。
CMOS的優(yōu)勢(shì)
CMOS的主要優(yōu)點(diǎn)是功耗非常小,通常為50 nW。
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