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硬件工程师之MOS管构成的基本门逻辑电路—看芯片手册必备技能_电路_缓冲器

神尊大人 2024-11-24 19:09:07 0

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作为硬件工程师,不能不懂芯片;而要想懂芯片,MOS管构成的各种基本逻辑电路必须熟记于心,才能够更闇练的看懂芯片的框图。
场效应管(Field-Effect Transistor)通过不同的搭配可以构成各种各样的门电路,如开篇所说,这些最基本的单元电路或许是当代IC的根本。
以下的电路形式在常用的74系列的芯片中大量存在着,之后先容的OD门,缓冲器则常见于芯片的GPIO口等管脚的设计。

MOS管构成基本的与门、或门电路

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与门可以由六个管子构成,通过示意图该当能更清楚看出与门的事情示意图,然后由真值表可以看出输入输出的对应关系。
本文中给出与门的对应电路,如有兴趣,大家可以思考或门的电路构造,实在二者是存在对应关系的。

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(图片来自网络侵删)

2. 反相器

下图则给出了反相器的电路图,输入和输出状态相反,谓之反相器。

电路剖析:

输入Vi为低电平时,上管导通,下管截止,输出为高电平;输入Vi为高电平时,上管截止,下管导通,输出为低电平。

与非门

下图则给出了与非门的电路图,与非门也便是同为零,异为一。

当A,B输入均为低电平时,1,2管导通,3,4管截止,C端电压与Vdd同等,输出高电平。
当A输入高电平,B输入低电平,1,3管导通,2,4管截止,C端电位与1管的漏极保持同等,输出高电平。
当A输入低电平,B输入高电平,2,4导通,1,3管截止,C端电位与2管的漏极保持同等,输出高电平。
当A,B输入均为高电平时,1,2管截止,3,4管导通,C端电压与地同等,输出低电平。

4. 缓冲器Buffer

CMOS缓冲器(buffer),缓冲器跟反相器是对立的,缓冲器输入与输出相同,反相器输入与输出相反。

电路剖析:

前面一级Q1,Q2组成了一个反相器;后面一级Q3,Q4又构成了一个反相器,相称于反了两次相,于是又还原了。

5. 漏极开路门

漏极开路门是一个十分经典常用的电路,常见于主芯片的GPIO口或者单片机的GPIO口的设计中。
要最主要的一点便是:漏极开路是高阻态,一样平常运用须要接上拉电阻。

【漏极开路门的运用-线与逻辑】Z=z1z2z3

“线与”逻辑是由于多个逻辑单元的输出的三极管,共用一个上拉电阻,只要一个逻辑单元输出低电平,即集电极(漏极)开路输出的管子导通,那么输出低电平;而只有全部单元截止,输出端被上拉电阻置为高电平,这是一个很实用的电路,可以用于逻辑仲裁等电路系统中。

或许事情几年后,一样平常会以为二极管三极管电路很大略,那只能解释研究得还不足深入。
有时候越大略的东西底层的东西实在更繁芜。
比如从工艺角度来说,晶体管分为TT, SS, FF, IC设计是绕不过这些的,根本也并不随意马虎,考虑到更深入一些,又以为只学到皮毛。

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