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CMOS傳輸門

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ID:105323 發(fā)表于 2016-2-13 01:17 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
  MOSFET的輸出特性在原點(diǎn)附近呈線性對(duì)稱關(guān)系,因而它們常用作模擬開關(guān)。模擬開關(guān)廣泛地用于取樣——保持電路、斬波電路、模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路等。下面著重介紹CMOS傳輸門。


   所謂傳輸門(TG)就是一種傳輸模擬信號(hào)的模擬開關(guān)。CMOS傳輸門由一個(gè)P溝道和一個(gè)N溝道增強(qiáng)型MOSFET并聯(lián)而成,如上圖所示。TP和TN是結(jié)構(gòu)對(duì)稱的器件,它們的漏極和源極是可互換的。設(shè)它們的開啟電壓|VT|=2V且輸入模擬信號(hào)的變化范圍為-5V到+5V。為使襯底與漏源極之間的PN結(jié)任何時(shí)刻都不致正偏,故TP的襯底接+5V電壓,而TN的襯底接-5V電壓。兩管的柵極由互補(bǔ)的信號(hào)電壓(+5V和-5V)來控制,分別用C和表示。
  傳輸門的工作情況如下:當(dāng)C端接低電壓-5V時(shí)TN的柵壓即為-5V,vI取-5V到+5V范圍內(nèi)的任意值時(shí),TN均不導(dǎo)通。同時(shí),TP的柵壓為+5V
,TP亦不導(dǎo)通。可見,當(dāng)C端接低電壓時(shí),開關(guān)是斷開的。
  為使開關(guān)接通,可將C端接高電壓+5V。此時(shí)TN的柵壓為+5V,vI在-5V到+3V的范圍內(nèi),TN導(dǎo)通。同時(shí)TP的棚壓為-5V,vI在-3V到+5V的范圍內(nèi)TP將導(dǎo)通。
  由上分析可知,當(dāng)vI<-3V時(shí),僅有TN導(dǎo)通,而當(dāng)vI>+3V時(shí),僅有TP導(dǎo)通當(dāng)vI在-3V到+3V的范圍內(nèi),TN和TP兩管均導(dǎo)通。進(jìn)一步分析
還可看到,一管導(dǎo)通的程度愈深,另一管的導(dǎo)通程度則相應(yīng)地減小。換句話說,當(dāng)一管的導(dǎo)通電阻減小,則另一管的導(dǎo)通電阻就增加。由于兩管系并聯(lián)運(yùn)行,可近似地認(rèn)為開關(guān)的導(dǎo)通電阻近似為一常數(shù)。這是CMOS傳輸出門的優(yōu)點(diǎn)。
  在正常工作時(shí),模擬開關(guān)的導(dǎo)通電阻值約為數(shù)百歐,當(dāng)它與輸入阻抗為兆歐級(jí)的運(yùn)放串接時(shí),可以忽略不計(jì)。
  CMOS傳輸門除了作為傳輸模擬信號(hào)的開關(guān)之外,也可作為各種邏輯電路的基本單元電路。




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