学习指导：
　　本知识点是重点掌握的内容，通过学习应掌握CMOS门电路构成方法及分析方法。
　　

MOS电路中，是以MOS管代替负载电阻，不论输出高、低电平，负载管一直处于导通状态，因此电路功耗较大、输出阻抗高、工作速度低。

为提高工作速度，降低输出阻抗和功耗，目前数字集成电路广泛采用CMOS电路，它是由PMOS和NMOS管组合起来构成的。

CMOS反相器电路如图2-23所示。其中T₁为NMOS管，T₂为PMOS管，为使衬底与漏源间的PN结始终处于反偏，NMOS管的衬底总是接到电路的最低电位，PMOS管的衬底总是接到电路的最高电位。两管的柵极相连为输入端，漏极相连为输出端，S₂接V_DD而S₁接地。NMOS管的柵源开启电压V_T1是正值，PMOS管的柵源开启电压V_T2是负值，其数值范围在2～5V之间，CMOS电路电源电压V_DD＞V_T1+|V_T2|，V_DD适用范围较大可在3～18V。两只管子的电气特性完全对称。现将CMOS反相器工作原理说明如下：

当输入为低电平V_IL = 0V时，V_GS1＜V_T1，T₁管截止；|V_GS2| ＞V_T2，T₂导通。电路中电流近似为零（忽略T₁的截止漏电流）,V_DD主要降落在T₁上，输出为高电平V_OH≈V_DD。同理，当输入为高电平V_IH = V_DD时，T₁导通T₂截止，V_DD主要降在T₂上，输出为低电平V_OL≈0V。可见电路执行逻辑“非”功能

CMOS传输门电路和逻辑符号如图2-24（a）、（b）所示。它由一只PMOS管和一只NMOS管并联而成。

当控制端电压C = 0V， = V_DD时，输入信号V_I由0～V_DD变化时，T_N和T_P均截止，传输门呈现高阻状态，相当于开关断开， C_L上的电平保持不变，这种状态称为传输门保存信息。

当控制端电压C = V_DD， = 0V时，V_I由0～（V_DD-V_T）范围变化时T_N导通；V_I在V_T～V_DD范围变化时T_P导通，即V_I在0～V_DD范围变化时，T_N、T_P中至少有一只管子导通，使V_O=V_I，这相当于开关接通，输入电压V_I的变化传到输出端，这种状态称为传输门传输信息。

4、“异或”门　　           

CMOS“异或”门如图2-26所示，它由三个CMOS反相器和一个CMOS传输门组成，工作原理如下：

当A = B = 0时，TG断开，则C = = 1，F = = 0；

当A = B = 1时，TG接通，C = B = 1，此时反相器2的两只MOS管都截止，输出F==0。

当A = 1，B = 0时，TG导通，C = B = 0，F = = 1；

当A = 0，B = 1时，TG断开，C = = 0，F = = 1。

CMOS电路的特点             1.功耗小：CMOS门工作时，总是一管导通另一管截止，因而几乎不由电源吸取电流其功耗极小。

2.CMOS集成电路功耗低内部发热量小，集成度可大大提高。

4. 电压范围宽：CMOS门电路输出高电平V_OH ≈ V_DD，低电平V_OL ≈ 0V。

理解与巩固：你理解了吗？请看幻灯片。

当CMOS电源电压与TTL门相同时，CMOS与TTL门的逻辑电平相容，但关键是CMOS门的驱动能力不适应TTL门的要求。主要是在CMOS门输出低电平时能承受的灌电流较小，而CT74系列TTL门的输入短路电流较大。这种情况下，用CMOS门驱动TTL门时，将不能保证CMOS输出符合规定的低电平。
   为解决这个问题，可采用专用的CMOS—TTL电平转换器，如CC74HC90、CC74HC50等，其电路如图2-28所示。由于它们的输入保护电路特殊，输入电压可高于电源电压V_DD。当电源电压V_DD = 5V时，其输入电压范围5～15V。