NMOS逻辑门电路

NMOS逻辑门电路是全部由N沟道MOSFET构成。由于各种器件具有较小的几何尺寸，适合于制造大规模集成电路。此外，由于NMOS集成电路的结构简单，易于使用CAD技术进行设计。与CMOS电路相似，NMOS电路中不使用难于制造的电阻。NMOS反相器是整个NMOS逻辑门电路的基本构件，它的工作管常用增强型器件，而负载管可以是增强型也可以是耗尽型。现以增强型器件作为负载管的NMOS反相器为例来说明它的工作原理。

(a)实际电路	(b)简化画法
1 NMOS反相器

图1(a)表示NMOS反相器的原理电路，其中T₁为工作管，T₂为负载管，二者均属增强型器件。若T₁和T₂在同一工艺过程中制成，它们必将具有相同的开启电压V_T。图1(b)是它的简化画法。由图1可见，负载管T₂的栅极与漏极同接电源V_DD，因而T₂总是工作在它的恒流区，处于导通状态。
当输入v_I为高电压(超过管子的开启电压V_T)时，T₁导通，输出v_O为低电压。输出低电压的值由T₁、T₂两管导通时所呈现的电阻值之比决定。通常T₁的跨导g_m1远大于T₂管的跨导g_m2，以保证输出低电压值在+1V左右。当输入电压v_I为低电压(低于管子的开启电压V_T)时，T₁截止，输出v_O为高电压。由于T₂管总是处于导通状态，因此输出高电压值约为(V_DD-V_T)。通常g_m1在100～200μS之间，而g_m2约为5～15μS。T₁导通时的等效电阻R_ds1约为3～10kΩ，而T₂的R_ds2约在100～200kΩ之间。负载管导通电阻是随工作电流而变化的非线性电阻。
在NMOS反相器的基础上，可以制成NMOS门电路。图2为NMOS或非门电路。

图2 MNOS或非门电路

图3 各种门电路的延迟时间与功耗的关系图