CMos反相器

CMos反相器

简介

CMOS电路系统具有低功耗、高速运行的特点，是现代半导体器件的基本结构。

CMOS全称“Complementary Metal Oxide Semiconductor”，中文翻译为“互补金属氧化物半导体”。

CMos电路中基本单元是MOS对管，使用PMos和NMos对接。

MOS电路结构

在反相器电路中，当输入0时输出为1，当输入为1时输出为0，具体电路如下。

电路的基本结构如下。

• nMOS 和 pMOS 的栅极连接 ⇒用作输入 (Vin )
• nMOS和pMOS的漏极连接⇒用作输出（Vout ）
• nMOS 源极接地
• pMOS的源极连接到电源（VDD）

因此它的结构简单，结合了nMOS和pMOS。

• 输入：Vin=1 ⇒ 输出：Vout=0
• 输入：Vin=0 ⇒ 输出：Vout=1

它起到反相器的作用。

另外，通过互补利用nMMOS和pMOS的特性，可以实现低功耗的作用。

工作原理

CMOS反相器通过控制输入电压始终关闭nMOS或pMOS其中之一来实现低功耗的作用。

为简单起见，假设电源电压为1V，接地电压为0来说明工作原理。

• 当Vin = 0时

在pMOS的源极和漏极之间施加负电压⇒pMOS导通

nMOS的栅极没有施加电压⇒ nMOS关闭

Vout通过pMOS 连接到电源⇒ 输出1

• 当Vin = 1V时

在nMOS的源极和漏极之间施加正电压⇒nMOS导通

pMOS的栅极没有施加电压⇒ pMOS关闭

V out通过 nMOS 接地⇒ 输出0

在CMOS反相器电路中，nMOS或pMOS其中之一始终处于截止状态，因此电源电压VDD永远不会接地。

因为不需要电源来维持 1/0 状态，因此CMOS具有低功耗的特点。

感谢

[什么是CMOS? 简单讲述CMOS特点以及工作原理]https://zhuanlan.zhihu.com/p/4958898697