或门芯片(交流接触器nxc与cjx2哪个好)

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最简单的CMOS逻辑门电路是什么?

现代单片机主要是采用CMOS工艺制成的。

MOS管

MOS管分为N型和P型两种。如下图所示:

以N型管为例,两个端子为控制端子,称为“栅极”;3端子通常接地,称为“源极”;源电压记录为Vss,端子1连接正电压,称为“漏极”,漏极电压记录为VDD。为了打开端子1和端子3,需要在门2上设置更高的电平。

对于P型管,栅极、源极和漏极分别为5、4和6端。要接通端子4和端子6,栅极5应该为低电平。

在用CMOS技术制作的逻辑器件或单片机中,N型管和P型管经常成对出现。在任何时候,只要这两个CMOS晶体管中的一个导通,另一个不导通(即“关”或“关”),所以称为“互补型CMOS晶体管”。

CMOS逻辑电平

高速CMOS电路的电源电压VDD通常为5v。Vss在0V接地。高电平视为逻辑“1”,电平值范围为65% ~ VDD(或vdd-1.5v ~ vdd);低电平视为逻辑“0”,不应超过VDD的35%或0 ~ 1.5v

1.5V~ 3.5V应视为不确定电平。硬件设计中应避免不确定的电平。

近年来,随着亚微米技术的发展,单片机的电源越来越少。低电源电压有助于降低功耗。VDD为3.3V的互补金属氧化物半导体器件已被广泛使用。在便携应用中,VDD是2.7V,甚至出现了1.8V单片机。未来,电源电压将继续降至0.9V,但低于VDD 35%的电平视为逻辑“0”,高于VDD 65%的电平视为逻辑“1”的规则仍然适用。

非门

非门(反相器)是最简单的门电路,由一对CMOS晶体管组成。其工作原理如下:

当端子A为高电平时,P型晶体管关断,N型晶体管导通,输出端子C的电平与Vss一致,输出低电平。

当A端为低电平时,P型晶体管导通,N型晶体管截止,输出端C的电平与VDD一致,从而输出高电平。

与非门

与非门的工作原理:

当A和B输入均为低电平时,管1和2导通,管3和4关断,C端电压与VDD一致,输出高电平。

当A输入高电平,B输入低电平时,管1和3导通,管2和4截止,端子C的电位与管1的漏极一致,输出高电平。

当A输入低电平,B输入高电平时,情况类似,也输出高电平。

当A、B输入均为高电平时,管1、2关断,管3、4导通,C端电压与地一致,输出低电平。

或非门

或非门的工作原理:

当A和B输入均为低电平时,管1和2导通,管3和4关断,C端电压与VDD一致,输出高电平。

当A输入高电平,B输入低电平时,管1和4导通,管2和3截止,端子C输出低电平。

当A输入低电平,B输入高电平时,情况类似,也输出低电平。

当A、B输入均为高电平时,管1、2关断,管3、4导通,C端电压与地一致,输出低电平。

注:如果去掉与非门和或非门逻辑符号输出端的小圆圈,则成为与门和或门的逻辑符号。但是,实现AND和OR功能的电路图必须在输出端增加一个反相器,即一对CMOS晶体管。所以与门实际上比与非门更复杂,延迟时间更长,这是电路设计中要注意的。

三态门

三态门的工作原理:

当控制端C为“1”时,N型管3导通,同时C端的电平经过反相器后变低,使P型管4导通,输入端A的电平条件可以通过管3、4到达输出端B。

当控制端子C为“0”时,3管和4管关闭,输入端子A的电平条件不能

注:从CMOS等效电路、真值表和逻辑表达式可以看出,如果“0”和“1”改变,与非门就会变成或非门。“1”的有效信号是“与非”关系,“0”的有效信号是“或非”关系。

上图中画出的逻辑器件符号都是正逻辑下的输入输出关系,即“1”(高电平)有效。然而,单片机中的大多数控制信号被定义为负(低电平)。例如,芯片选择信号CS(Chip Select)是指当信号为“0”时,它具有由字符标记的含义,即当信号为“0”时,它意味着芯片被选择。因此,或非门的逻辑符号也可以绘制如下图。

组合逻辑电路

逻辑电路的不同组合,如与非门和或非门,可以获得各种组合逻辑电路,如解码器、译码器、多路开关等。组合逻辑电路的实现可以利用现有的集成电路或PAL、GAL等可编程逻辑器件来实现。