反相器工作原理

cmos反相器由乙個p溝道增強型mos管和乙個n溝道增強型mos管串聯組成。通常p溝道管作為負載管，n溝道管作為輸入管。這種配置可以大幅降低功耗，因為在兩種邏輯狀態中，兩個電晶體中的乙個總是截止的。

處理速率也能得到很好的提高，因為與nmos型和pmos型反相器相比，cmos反相器的電阻相對較低。

目錄 cmos反相器工作原理

cmos反相器主要特性

cmos反相器特點

cmos反相器工作原理

兩個mos管的開啟電壓vgs(th)p<0， vgs(th)n >0，通常為了保證正常工作，要求vdd>|vgs(th)p|+v gs(th)n。若輸入vi為低電平(如0v)，則負載管導通，輸入管截止，輸出電壓接近vdd。若輸入vi為高電平(如vdd)，則輸入管導通，負載管截止，輸出電壓接近0v。

綜上所述，當vi為低電平時vo為高電平；vi為高電平時vo為低電平，電路實現了非邏輯運算，是非門——反相器。

cmos反相器主要特性

１．電壓傳輸特性和電流傳輸特性

(1)cmos反相器的電壓傳輸特性曲線可分為五個工作區。

工作區ⅰ：由於輸入管截止，故vo=vdd，處於穩定關態。

工作區ⅲ：pmos和nmos均處於飽和狀態，特性曲線急劇變化，vi值等於閾值電壓vth。

工作區ⅴ：負載管截止，輸入管處於非飽和狀態，所以vo≈0v，處於穩定的開態。

(2)cmos反相器的電流傳輸特性曲線，只在工作區ⅲ時，由於負載管和輸入管都處於飽和導通狀態，會產生乙個較大的電流。其餘情況下，電流都極小。

２．輸入特性和輸出特性

３．電源特性

cmos反相器特點

(1) 靜態功耗極低。在穩定時，cmos反相器工作在工作區ⅰ和工作區ⅴ，總有乙個mos管處於截止狀態，流過的電流為極小的漏電流。

(2) 抗干擾能力較強。由於其閾值電平近似為0.5vdd，輸入訊號變化時，過渡變化陡峭，所以低電平雜訊容限和高電平雜訊容限近似相等，且隨電源電壓公升高，抗干擾能力增強。

(3) 電源利用率高。voh=vdd，同時由於閾值電壓隨vdd變化而變化，所以允許vdd有較寬的變化範圍，一般為+3～+18v。

(4) 輸入阻抗高，帶負載能力強。

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