CMOS反相器工作原理及傳輸特性的分類
信息來源：本站 日期：2017-08-24
CMOS反相器的特性
反相器的意思就是“反轉(zhuǎn)”，是將輸入的信號電平反轉(zhuǎn)輸出的電路。圖10.5是將MOS晶體管置換為開關(guān)的反相器電路。就是說p溝/n溝MOS晶體管承擔這個開關(guān)的任務。
1．Vin＝Vss的場合
n溝MOS晶體管的VGS為OV，處于OFF狀態(tài)。p溝MOS晶體管的襯底與VDD等電位，所以等效地VGS為VDD，處于ON狀態(tài)。所以作為反相器來說，n溝MOS晶體管OFF時只有漏電流（幾乎為零）流動，如圖10. 6(a)所示，輸出電壓Vout除非不取出電流，否則幾乎與VDDr等電壓。
2．Vin＝VDD的場合
p溝MOS晶體管OFF，n溝MOS晶體管ON，p溝MOS晶體管OFF時只有漏電流。所以，輸出電壓Vout如圖10. 6(b)所永，接近Vss的電位。
3．Vss<Vin<VTN的場合
其特性與Vin=Vss的場合大致相同。
4．(VDD-｜VTP｜)<Vin<VDD的場合
其特性與Vin=VDD的場合大致相同。
5，VTN≤Vin≤（VDD -｜VTP｜）的場合
這時，p溝MOS晶體管與n溝MOS晶體管的阻抗的大小逆轉(zhuǎn)，反相器的輸出處于從“H”變化為“L”的過渡點。把這時的輸入電壓叫做邏輯閾值電壓或者電路
閾值電壓。
這期間，n溝MOS晶體管與p溝MOS晶體管都處于ON狀態(tài)，n溝MOS晶體管中，VDS= VoutVGS= Vin
同樣地，p溝MOS晶體管中，
VDS=Vout-VDD
VGS=Vin-VDD
因而n溝MOS晶體管與p溝MOS晶體管在飽和區(qū)中IDS的表達式分別變形為
下式：
—IDS=KP(Vin-VDD-｜VTP｜)2 (10.1)
IDS=KN(Vin-｜VTN|)2 (10. 2)
以上五種用圖表示，就是圖10.7
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