CMOS传输门

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MOSFET的输出特性在原点附近呈线性对称关系,因而它们常用作模拟开关。模拟开关广泛地用于取样-保持电路、斩波电路、模数和数模转换电路等。
CMOS传输门 CMOS传输门 所谓传输门(TG)就是一种传输模拟信号的 模拟开关。CMOS传输门由一个P沟道和一个N沟道 增强型 MOSFET并联而成,如图1(a)所示。图1(b)是它的的逻辑符号。TPTN是结构对称 的器件,它们的漏极和源极可以互换。设它们 的开启电压|VT|=2V,且输入模拟信号的变化范 围为-5V到+5V。为使衬底与漏源极之间的PN结 任何时刻都不致正偏,故TP的衬底接+5V电压, 而TN的衬底接-5V电压。两管的栅极由互补的信 号电压(+5V和-5V)来控制,分别用C和C表 示。
(a)电路
(b)逻辑符号
图1 CMOS传输门

传输门的工作情况如下:当C端接低电压-5V时,TN的栅压即为-5VvI取-5V到+5V范围的任意值时,TN均不导通。同时,TP的栅压为+5VTP亦不导通。可见,当C端接低电压时,开关是断开的。
为使开关接通,可将C端接高电压+5V。此时TN的栅压为+5VvI在-5V到+3V的范围内,TN导通。同时,TP的栅压为-5VvI在-3V到+5V的范围内,TP将导通。
由上分析可知,当vI<-3V时,仅有TN导通,而当vI>+3V,仅有TP导通。当vI在-3V到+3V的范围内,TNTP两管均导通。进一步分析还可看到,一管导通的程度愈深,另一管的导通程度则相应地减小。换句话说,当一管的导通电阻减小,则另一管的导通电阻就增加。由于两管系并联运行,可近似地认为开关的导通电阻近似为一常数,这是CMOS传输门的优点。
在正常工作时,模拟开关的导通电阻值约为数百欧,当它与输入阻抗为兆欧级的运放串接时,可以忽略不计。
CMOS传输门除了作为传输模拟信号的开关之外,也可作为各种逻辑电路的基本单元电路。

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