基于NMOS與PMOS晶體管構(gòu)成的傳輸門講解

傳輸門是由外部施加的邏輯電平控制的NMOS和PMOS晶體管組成的雙向開關(guān)。

傳輸門

將PMOS和NMOS器件并聯(lián)連接在一起我們可以創(chuàng)建一個基本的雙邊CMOS開關(guān)，通常稱為“傳輸門”。注意，傳輸門與傳統(tǒng)的CMOS邏輯門完全不同，因為傳輸門是對稱的，或雙邊的，即輸入和輸出是可互換的。

這個雙邊操作顯示在下面的傳輸門符號中，它顯示了兩個指向相反方向的疊加三角形，表示兩個信號方向。

CMOS傳輸門

兩個MOS晶體管與NMOS和PMOS的柵極之間使用的反相器并聯(lián)連接，以提供兩個互補的控制電壓。當輸入控制信號V C 為低電平時，NMOS和PMOS晶體管都截止，開關(guān)打開。當V C 為高電平時，兩個器件都被偏置為導通，開關(guān)閉合。

因此當V C <時，傳輸門充當“閉合”開關(guān)/ sub> = 1，而當V C = 0作為電壓控制開關(guān)工作時，門用作“開路”開關(guān)。指示PMOS FET柵極的符號氣泡。

傳輸門布爾表達式

與傳統(tǒng)邏輯門一樣，我們可以使用真值來定義傳輸門的操作表和布爾表達式如下。

傳輸門真值表

從上面的真值表我們可以看出，B處的輸出不僅依賴于輸入A的邏輯電平，還依賴于存在的邏輯電平?？刂戚斎搿?/p>

因此，B的邏輯電平值被定義為A AND Control，它給出了傳輸門的布爾表達式：

B = A.Control

由于傳輸門的布爾表達式包含邏輯AND功能，因此可以使用標準的2輸入AND門實現(xiàn)此操作，其中一個輸入是數(shù)據(jù)輸入，而另一個是控制輸入，如圖所示。

和門實現(xiàn)

關(guān)于傳輸門，單個NMOS或其他兩個要考慮的問題單個PMOS本身可以用作CMOS開關(guān)，但兩個晶體管并聯(lián)的組合具有一些優(yōu)點。FET溝道是電阻性的，因此兩個晶體管的導通電阻有效地并聯(lián)連接。

作為FET導通電阻是柵極 - 源極電壓的函數(shù)，V GS ，當一個晶體管由于柵極驅(qū)動而變得較不導通時，另一個晶體管接管并變得更導通。因此，兩個導通電阻（低至2或3Ω）的組合值與單個開關(guān)晶體管本身的情況相比或多或少保持不變。

傳輸門導通電阻

小結(jié)

連接P溝道FET（PMOS）和N溝道FET（NMOS），我們可以創(chuàng)建一個固態(tài)開關(guān)，使用邏輯電平電壓進行數(shù)字控制，通常稱為“傳輸”門“。

傳輸門，（TG）是雙向開關(guān)，其中任何一個端子都可以是輸入或輸出。除輸入和輸出端子外，傳輸門還有一個稱為控制的第三個連接，其中控制輸入將門的開關(guān)狀態(tài)確定為開路或閉路（NO / NC）開關(guān)。

此輸入通常由數(shù)字邏輯信號驅(qū)動，該信號在地（0V）和設定的直流電壓（通常為VDD）之間切換。當控制輸入為低電平（控制= 0）時，開關(guān)打開，當控制輸入為高電平（控制= 1）時，開關(guān)閉合。

傳輸門的作用類似于電壓控制開關(guān)，作為開關(guān)，CMOS傳輸門可用于切換通過全范圍電壓（從0V到V DD ）的模擬和數(shù)字信號。

在單個柵極內(nèi)將NMOS和PMOS晶體管組合在一起意味著NMOS晶體管將傳輸良好的邏輯“0”但是差的邏輯“1”，而PMOS晶體管傳輸良好的邏輯“1”但是邏輯“0”。因此，將NMOS晶體管與PMOS晶體管并聯(lián)連接可提供單個雙向開關(guān)，為單個輸入邏輯電平控制的CMOS邏輯門提供高效的輸出驅(qū)動能力。