CMOS逻辑电路,CMOS逻辑电路是什么意思？
CMOS代表互补金属氧化物半导体的单词首字母缩写(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)，它指的是一种特殊类型的电子集成电路(IC)。集成电路是一个含有数百万电子元件的小硅片。术语IC隐含的含义是将多个单独的集成电路集成到一个电路中，产生一个非常紧凑的设备。在通常的术语中，集成电路通常被称为芯片，并为计算机应用程序设计IC称为计算机芯片。
CMOS 逻辑电路
虽然制造集成电路的方法有很多，但对于数字逻辑电路来说，CMOS主要方法。桌面个人电脑、工作站、视频游戏和其他成千上万的产品都依赖于CMOS集成电路来完成所需的功能。当我们注意到所有的个人计算机都使用特殊的计算机时CMOS以获得计算性能为例的微处理器芯片， CMOS IC其重要性不言而喻。CMOS之所以流行的一些原因为:
?易于使用逻辑函数CMOS实现电路。
?CMOS允许极高的逻辑集成密度。它的意思是逻辑电路可以在很小的区域内制造。
?用于制造硅片CMOS众所周知，芯片的工艺也是如此CMOS芯片的制造和销售价格非常合理。
这些特征和其他特征都是CMOS成为制造IC主要工艺提供了基础。
CMOS它可以作为学习如何在电子网络中实现逻辑功能的工具。CMOS它允许我们用简单的概念和模型构建逻辑电路。理解这些概念只需要基本的电子概念。
CMOS逻辑门电路系列及主要参数：
1．CMOS逻辑门电路系列
CMOS集成电路诞生于20世纪60年代末，经过制造工艺的不断改进，已经广泛应用TTL一般来说，它的技术参数已经达到或接近TTL的水平，其中功耗、噪声容限、扇出系数等参数优于TTL。CMOS集成电路主要有以下系列。
(1)基本的CMOS——4000系列。
这是早期的CMOS工作电源电压范围为3~18V，由于功耗低、噪声容量大、风扇系数大等优点，已得到广泛应用。缺点是工作速度低，平均传输延迟时间几十ns，最高工作频率小于5MHz。
(2)高速的CMOS——HC(HCT)系列。
该系列电路主要改进了制造工艺，大大提高了工作速度，平均传输延迟时间小于10ns，最高工作频率为50MHz。HC系列电源电压范围为2~6V。HCT系列的主要特点是和TTL设备电压兼容，其电源电压范围为4.5～5.5V。其输入电压参数为VIH(min)=2.0V；VIL(max)=0.8V，与TTL完全相同。另外，74HC/HCT系列与74LS只要最后三位数字相同，系列产品的逻辑功能、形状尺寸和引脚排列顺序完全相同。CMOS产品代替TTL方便产品。
(3)先进的CMOS——AC(ACT)系列
该系列的工作频率进一步提高，同时保持CMOS超低功耗的特点。ACT系列与TTL设备电压兼容，电源电压范围为4.5～5.5V。AC系列电源电压范围为1.5～5.5V。AC(ACT)该系列的逻辑功能和引脚排列顺序与同一型号相同HC(HCT)系列完全相同。
2．CMOS逻辑门电路的主要参数
CMOS门电路主要参数的定义TTL电路，以下主要说明CMOS电路主要参数的特点。
(1)输出高电平VOH低电平输出VOL。CMOS门电路VOH理论值为电源电压VDD，VOH(min)=0.9VDD；VOL的理论值为0V，VOL(max)=0.01VDD。所以CMOS门电路的逻辑摆幅(即高低电平差)较大，接近电源电压VDD值。
(2)阈值电压Vth。从CMOS在非门电压传输特性曲线中，输出高低电平的过渡区非常陡峭，阈值电压Vth约为VDD/2。
(3)抗干扰能力。CMOS非门关闭电平VOFF为0.45VDD，开门电平VON为0.55VDD。因此，其高低电平噪声容量为0.45VDD。其他CMOS门电路的噪声容量一般大于0.3VDD，电源电压VDD抗干扰能力越强，抗干扰能力越强。
(4)传输延迟和功耗。CMOS电路功耗很小，一般小于1 mW/门，但是传输延迟很大，一般是几十ns与电源电压源电压有关，电源电压越高，CMOS电路传输延迟越小，功耗越大。前面提到的74HC高速CMOS一系列的工作速度TTL系列相当。
(5)扇出系数CMOS电路具有很高的输入阻抗，因此其风扇系数很大，一般额定风扇系数可达50。但必须指出的是，风扇系数是指驱动CMOS对于灌电流负载能力和拉电流负载能力，CMOS电路远低于TTL电路。
CMOS逻辑门电路在TTL电路问世后 ，由于制造工艺的改进，开发出的第二种广泛应用的数字集成器件，CMOS电路的性能可能超过TTL逻辑器件地位的逻辑器件 。CMOS电路的工作速度可TTL相比之下，其功耗和抗干扰能力远优于TTL。此外，几乎所有的超大型存储设备 ，以及PLD器件都采用CMOS艺术制造，成本低。 早期生产的CMOS4000系列门电路 ，随后发展为4000B系列。当前与TTL兼容的CMO器件如74HCT系列等可与TTL设备交换使用。
MOS1.打开电压的主要参数VT
?开启电压(又称阈值电压)：使得源极S和漏极D之间开始形成导电沟道所需的栅极电压；?标准的N沟道MOS管，VT约为3～6V；?通过工艺改进，可以使MOS管的VT值降到2～3V。
2. 直流输入电阻RGS
?即电压与栅极电流之间的比率
?这一特性有时以流过栅极的栅流表示
?MOS管的RGS很容易超过1010Ω。
3. 泄漏击穿电压BVDS
?在VGS=0(增强型) ，在增加泄漏电压的过程中ID开始剧增VDS称为漏源击穿电压BVDS
?ID原因如下：
(1)漏极附近耗尽层的雪崩击穿
(2)漏源极间穿通击穿
?有些MOS在管道中，沟长短，增加VDS泄漏区域的耗尽层将扩展到源区域，使通道长度为零，即泄漏源之间的穿透。通过后源区域的大部分载流子，将直接被耗尽的层电场吸引，到达泄漏区域，产生较大的ID
4. 栅源击穿电压BVGS
?在增加栅极电流的过程中IG从零开始剧增VGS，称为格栅源击穿电压BVGS。
5. 低频跨导gm
?在VDS在某一固定值的条件下 ，泄漏电流的微变量与引起这种变化的栅源电压的微变量之比称为跨导电
?gm反映了栅源电压对漏极电流的控制能力
?是表征MOS管道放大能力的重要参数
?一般在十分之几到几mA/V的范围内
6. 导通电阻RON
?导通电阻RON说明了VDS对ID的影响 ，是某一点切线斜率的倒数
?在饱和区，ID几乎不随VDS改变，RON的数值很大 ，一般在几十千欧元到几百千欧元之间
?因为在数字电路中 ，MOS管导通时经常工作在VDS=0的状态，所以此时的导电阻RON可用原点的RON来近似
?对一般的MOS管而言，RON数百欧元以内的值
7. 极间电容
?极间电容存在于三个电极之间：栅源电容CGS 、栅漏电容CGD和漏源电容CDS
?CGS和CGD约为1～3pF
?CDS约在0.1～1pF之间
8. 低频噪声系数NF
?噪声是由管道内载流子运动不规则引起的
?由于它的存在，即使没有信号输入，放大器也会在输出端发生不规则的电压或电流变化
?噪声系数通常用于噪声性能的大小NF它的单位是分贝(dB)
?这个值越小，管道产生的噪音就越小
?低频噪声系数是在低频范围内测量的噪声系数
?场效应管的噪声系数约为几个分贝，小于双极性三极管