2022-2023学年高二物理竞赛课件：其他类型的CMOS逻辑门 (2)

其他类型的CMOS逻辑门 5.OD门的特点： 6.OD门的应用 其他类型的CMOS逻辑门 ①通过改变VDD2的值，来改变输出高电平VOH的大小； ②OD门的输出管设计尺寸较大，可以承受很大的电流和电压，故可以直接驱动小型继电器。 ①实现与或非逻辑 ②电平转换 由于OD门的高电平可以通过外加电源改变，故它可作为电平转换电路。一般CMOS与非门的电平0 ~12V，而TTL门为0 ~ 3.6V。若需要将逻辑电平为的逻辑电平，只要将负载电阻接到5V电源即可，其电路如图3.3.30所示 其他类型的CMOS逻辑门 ③实现数据采集 如图3.3.31所示,可实现母线（总线）的数据的接收和传送 其他类型的CMOS逻辑门 可利用选通信号SA～ SC来实现对不同通道数据的采集，并输送到母线上。接收时，利用选通信号SD～ SG来实现数据从不同通道输出。 例3.3.1试为图3.3.32电路中的外接电阻RL选定合适的阻值。已知G1、G2为OD与非门74HC03，输出管截止时的漏电流为IOHmax＝5μA，输出管导通时允许的最大负载电流为IOLmax＝5.2mA。G3、G4和G5均为74HC00系列与非门，它们的低电平输入电流和高电平输入电流为1μA。，要求OD门的高电平VOH≥4.4V，低电平VOL≤0.33V. 其他类型的CMOS逻辑门 解：驱动管输出为高电平时 其他类型的CMOS逻辑门 驱动管输出为高电平时 则可取RL＝10kΩ 图3.3.33为CMOS传输门的电路图及逻辑符号。 CMOS传输门 其他类型的CMOS逻辑门 其中T1为NMOS管， T2为PMOS管，C和C为一对互补控制信号 图3.3.33 CMOS传输门   1.电路结构及逻辑符号 2.工作原理 3.3.5 其他类型的CMOS逻辑门 若CMOS传输门的一端接输入电压vI，另一端接负载电阻RL，如图3.3.34所示。 图3.3.34 传输门的工作电路 设RL>> RON， VIH＝ VDD， VIL＝0。C的高低电平为VDD和0，则 （1）C＝0， C＝1 只要vI在0～ VDD之间变化， T1和T2同时截止，输入和输出为高阻态，传输门截止，输出vo＝0 3.3.5 其他类型的CMOS逻辑门 （2）C＝1， C＝0 在vI 在0～ VDD时，若 0< vI < VDD-VGS(th)N，T1管导通，T2管截止，如图3.3.35所示，输出为vo＝vI；若 |VGS(th)P|< vI < VDD，T1管截止，T2管导通，输出为vo＝vI 图3.3.35 CMOS的工作状态 0< vI < VDD-VGS(th)N |VGS(th)P| < vI < VDD 3.特点 a.由于T1和T2管的结构对称，即漏源可以互换，故CMOS传输门输入双向器件，其输出端和输入端也可以互换使用； b. 利用CMOS传输门和CMOS反相器可以组成各种复杂的逻辑电路，如一些组合逻辑电路，象数据选择器、寄存器、计数器等。 c. 利用CMOS传输门可以组成双向模拟开关，用来传输连续变化的模拟电压信号，这一点是其它一般逻辑门无法实现的。 3.3.5 其他类型的CMOS逻辑门 *CMOS双向模拟开关  CMOS双向模拟开关电路是由CMOS传输门和反相器组成，如图3.3.36所示。和CMOS传输门一样，它也是属于双向器件。 其工作原理为：当C＝1,开关闭合，vo＝ vI ；当C＝0 ,开关断开，输出高阻态。 图3.3.36 CMOS双向模拟开关的电路及符号 3.3.5 其他类型的CMOS逻辑门 当C＝1时，开关接通，输出电压为 当C＝0时，开关截止，则 在图3.3.37所示电路中，CMOS双向模拟开关接在输出端的电阻为RL，双向模拟开关的导通电阻为RTG 3.3.5 其他类型的CMOS逻辑门 A B Y VDD2 图3.3.26 OD门工作电路 RL 1 ＆ A B Y RL 图2.3.30 OD门在电平转换的应用 TTL CMOS ＋5V ＆ ＆ 图2.3.31 OD门在数据采集的应用 总线 SA SB SC SD SE SF SG A B C D E F G SA～SG为选通信号 ＆ ＆ 5V A B C D G1 G2 G3 G4 G5 Y 图2.3.32 例3.3.1的电路 ＆ ＆ 5V A B C D G1 G2 G3 G4 G5 Y 图2.3.32 例3.3.1的电路 C SW 图3.3.37 CMOS双向模拟开关接负载电阻的情况 $