為什麼mos管反相器要用pmos管和nmos管構成

時間 2021-05-31 01:36:08

1樓:hjx要穩重

我有乙個不同的思路

其實按照題主的說法,是這個意思嗎?

輸入低電平,管子截止,輸出高電平,這要求上拉電阻阻值盡可能小輸入高電平,管子導通,輸出電平下拉到地,這要求上拉電阻盡可能大單個mos管無法滿足兩個要求,所以一定不能同時輸出高質量的低電平和高電平。

與此同時,輸入高電平的時候,管子的功耗非常大,這是不符合現代電路的要求的。

因此,人們發明了CMOS,規定PMOS上拉,NMOS下拉,反相器靜態工作時總能輸出高質量的高低電平且不依賴於上拉/下拉電阻,並且獲得了很低的靜態功耗。

2樓:cww

這題我會,參考數電書本,如果單管(以NMOS為例)作為反向器,則有兩種狀態,一種輸入高電平,管子導通,輸出低電平,此時管子有電流通過,產生能耗;另一種輸入低電平,管子關閉,輸出高電平,此時管子沒電流通過,不產生能耗。而如果是CMOS作為反向器,則有兩種狀態,一種輸入高電平,PMOS關閉,NMOS導通,輸出低電平,沒有電流通過管子,不產生能耗;另一種狀態是輸入低電平,PMOS導通,NMOS關閉,則輸出高電平,同樣因為沒有電流通過管子,因此不產生能耗。CMOS只會在輸入端高低電平轉換時產生能耗。

故CMOS更優

3樓:

能實現輸出反向輸入就足以完成反相器的功能,這點沒錯。單使用nMOS和pMOS足以完成反相器功能,沒有問題。

但是搞設計,不是達到功能就完成任務了。有其他很多指標也需要考慮。反相器大概有這麼幾個重要的指標需要留意:

靜態電流:電流直接決定功耗,決定焦耳熱,在大規模下對效能的影響非常大。單用n或者pMOS,在其中乙個邏輯態電流一直是通的。

而CMOS只有在過渡時短暫有較大的電流,在穩態沒有顯著電流。

VTC效能:包括放大倍數、閾值電壓、抗噪音能力、過渡區域坡度等等。在處理高頻訊號時這些指標非常重要。如果反相器不能「乾淨利落」地實現過渡,那麼在處理高頻訊號會導致失真。

元件大小:在積體電路裡,電阻相比之下更佔空間,能不用就不用。

在考慮這些額外指標之後,你會發現CMOS在這些方面都有無與倫比的優越性。因此在實際應用中,CMOS反相器是絕對的主流。

4樓:Br.f

修改:剛才理解錯了,題主問的是為什麼要用pnmos構成反相器,上一次回答未包括為什麼要用矽mosfet而不用其他型別器件。使用矽mosfet是因為1.

矽便宜,成本低.2.為何不用bjt構成反相器?

因為現有的矽工藝做mosfet簡單。

以下是原答案

其實題主所說的這一種電路形式存在的,叫做傳輸管邏輯,但題主所給出的傳輸管是乙個多輸入的的傳輸管(因為題主給出的電路每次的柵壓和源壓均發生變化,2個變數),並非像反相器一樣是單輸入的邏輯門。反相器的形式有很多種,有由pnmos構成的靜態cmos電路,當然也有由上拉電阻和下拉網路構成偽nmos電路,還有鐘控動態cmos電路等,其構成反相器的結構均不同。採用pnmos構成靜態cmos反相器主要優點是其無靜態功耗(不考慮亞閾值漏電),rail to rail的擺幅,並且雜訊容限較大,還可以起到隔離前後級的作用。

5樓:yagura

題主說得其實有道理。事實上,在 Phillip E. Allen所著的 CMOS Analog Circuit Design 中,反相器(Inverter)涵蓋了一系列電路,如下圖。

實際上任何放大倍數為負的放大器均可認為是反相器。

回到題主的問題,單個MOS當然是可以的,早期的工藝一般僅支援NMOS,一樣可以實現邏輯功能。現在採用NMOS+PMOS主要是因為這種結構具有更高的放大倍數,同時MOSFET所佔的面積往往遠小於電阻的面積,leakage也更小。

6樓:全橋整流器

如果只用乙個mos的話,肯定需要上拉電阻。在有上拉電阻的時候,這個反相器靜態電流比pmos+nmos的結構要大不少。靜態功耗就大了。

CMOS工藝就是指把NMOS和PMOS做在乙個基板上,成對出現。用pmos+nmos做反相器很自然。你上拉需要的電阻怎麼來,只能用polysi實現。

為什麼BJT的跨導大於mos管跨導?

河邊的小溪 把前兩個答案綜合一下就好了 BJT是電流控制項,本質上就是正偏的PN結給反偏的PN結提供少子,電流對於輸入的電壓是乙個指數的關係。但是MOS是乙個電壓控制項,本質上來說是通過在柵電容上加電壓,吸引電荷到柵的下面,產生導電溝道,就是Q CV的關係,而I Q t,這個理解可以看B站上東南大學...

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