OD门的使用:
1.电平转化
2.线与操作
3.提供大电流
一:上拉电阻的计算
a.上拉电阻 RL的范围:
电路图:
b.考虑 计算RL 的模型:
n个OD门线与,组成后续电路的输入电路。
负载是m个CMOS非门
1.输出高电平时:意味着所以OD门全部为截止状态
VDD - RL(n IOH + m IIH) >= VOH(min)
==>
RL <= (VDD - VOH)/(n IOH + m IIH)
2.输出低电平:最坏的情况 只有一个OD门导通,
定义:一个OD门上的电流最大值 I~OL~
(VDD - VOL)/RL + m | IIL | <= IOL(max)
==>
RL >= (VDD - VOL)/(IOL - m | IIL |)
R >> 导通电阻,上升沿延迟 > 下降沿延迟(OD门不适合接电容性负载)
R太小,电流大,功耗大
二:CMOS输出门
电路图:
上P下N
上C’下 C
只要 C = 1 ,则该传输门导通: Vo = Vi
原理:
a.
当C = 0,C’= 1 ; Vi ∈(0,VDD)时:
1.P-MOS管截止: VGS = VDD - Vi>0(P-MOS管在VGS< - Vth时开启)
2.N-MOS管截止:VGS = 0 - Vi < 0 (N-MOS管在VGS>Vth时开启)
b.
当C = 1,C’= 0时:
1.P-MOS管:
VGS = 0 - Vi = - Vi
当- Vi < Vth ; 即Vi ∈ ( | Vth | , VDD ) 时,导通
2.N-MOS管:
VGS = VDD - Vi
当VDD - Vi > Vth ; 即 Vi∈ ( 0 , VDD - Vth )时,导通
综上所述:
我们发现,在C = 1 时,不管Vi 取值为什么,一定有一个MOS管处于导通状态,所以我们可以说,在 C = 1 时,传输门一定导通,Vo = Vi
显然,在传输门中,并不固定输入端和输出端,P的源极接VDD,N的源极接地
所以输入端输出端是可互换的
所以我们说 传输门可以用来制作双向模拟开关
三:异或门
电路图:
异或门由传输门构成,同一个输入控制一个传输门(一个原电平,一个取非)
多个传输门的输出连在一起,作为输出
四:开关
电路:
利用前面所说,用一个输入控制传输门的开启和关闭,所以简化电路,写成 SW
C = 1 开关闭合,输出和输入相同
C = 0 开关断开,输出为高组态Z(悬空)
对开关接负载电阻RL然后接地的电路:
C = 0 ,开关断开
VO = 0
C = 1 ,开关闭合
VO = RL/(RL + RTG) = KTG Vi
KTG为传输系数
五:三态输出门
电路:
电路符号:
倒三角代表是三态门
其中 EN’ 这个输出信号后面的非门,下圆圈在三角前面,代表这个电路是输入低电平有效
EN’ = 1 : 则上下两部分前面部分电路输出不同,对于最后两个串联的MOS管,构不成非门,所以输出高阻态
EN’ = 0: 则上下两部分前面部分电路的输出相同,则最后两个MOS管,构成了非门,所以输出由输入决定,Vo = Vi’
三态门应用:
1.总线模式:不用的电路输出高阻态
2.分时复用
3.不同设备统一使用