CMOS集成電路基礎知識 - 電路設計關鍵基礎知識精華集錦

CMOS集成電路基礎知識（一）：特點、原理及應用

　　CMOS集成電路的工作原理

　　下面我們通過CMOS集成電路中的一個最基本電路-反相器（其他復雜的CMOS集成電路大多是由反相器單元組合而成）入手，分析一下它的工作過程。

　　利用一個P溝道MOS管和一個N溝道MOS管互補連接就構成了一個最基本的反相器單元電路如附圖所示。圖中VDD為正電源端，VSS為負電源端。電路設計采用正邏輯方法，即邏輯“1”為高電平，邏輯“0”為低電平。

　　附圖中，當輸入電壓VI為底電平“0”（VSS）時，N溝道MOS管的柵-源電壓VGSN=0V（源極和襯底一起接VSS），由于是增強型管，所以管子截止，而P溝道MOS管的柵-源電壓VGSN=VSS—VDD。若| VSS—VDD |》| VTP|（MOS管開啟電壓），則P溝道MOS管導通，所以輸出電壓V0為高電平“1”（VDD），實現(xiàn)了輸入和輸出的反相功能。

　　當輸入電壓VI為底電平“1”（VDD）時，VGSN=（VDD—VSS）。若（VDD—VSS）》 VGSN ，則N溝道MOS管導通，此時VGSN=0V， P溝道MOS管截止，所以輸出電壓V0為低電平“0”（VSS），與VI互為反相關系。

　　由上述分析可知，當輸入信號為“0”或“1”的穩(wěn)定狀態(tài)時，電路中的兩個MOS管總有一個處于截止狀態(tài)，使得VDD和VSS之間無低阻抗直流通路，因此靜態(tài)功耗極小。這便是CMOS集成電路最主要的特點。

【詳情請參閱：CMOS集成電路基礎知識（一）：特點、原理及應用 】

CMOS集成電路設計（二）：接口電路詳解

　　一、CMOS集成電路驅(qū)動其它器件

　　1．CMOS-TTL集成電路的接口

　　由于TTL的低電平輸入電流1.6mA，而CMOS的低電平輸出電流只有1.5mA，因而一般都得加一個接口電路。這里介紹一種采用單電源的接口電路。在附圖1中，門II起接口電路的作用，是CMOS集成電路緩沖/電平變換器，起緩沖驅(qū)動或邏輯電平變換的作用，具有較強的吸收電流的能力，可直接驅(qū)動 TTL集成電路，因而連接簡便。但是，使用時需要注意相位問題。電路中CC4049是六反相緩沖/變換器，而CC4050是六同相緩沖/變換器。

　　2．CMOS-HTL集成電路的接口

　　HTL集成電路是標準的工業(yè)集成電路，具有較高的抗干擾性能。

【詳情請參閱：CMOS集成電路設計（二）：接口電路詳解 】