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BC856CMTF 空穴的迁移率比电子低

2020-02-09 13:39:10

bc856cmtf3.1.26(a)所示和图3.1.26(b)所示是它的代表符号。tn和tp是结构对称的器件,它们的漏极和源极是可互换的,因而传输门的输入和输出端可以互换使用,即为双向器件。设它们的开启电压|ui|=2ⅴ,c和c是一对互补的控制信号。

图3.1.26 cmos传输门,(a)电路 (b)符号

当cmos传输门用于模拟电路时,tn和tp的衬底分别接-5v和+5ⅴ,输入信号的变化范围为-5~+5v。当cmos传输门用于传输数字信号时,tn和tp的衬底分别接0v和+5ⅴ,输人信号的变化范围为0~+5 vs这里以传输数字信号为例,进行电路分析。

对于衬底的连接方式,以n沟道mos管为例。为防止电流从漏极直接流入衬底,将衬底连接到地电位,使衬底与漏源极之间形成的pn结反向偏置。同理,p沟道的衬底接+5v电压。

传输门的工作情况如下:当c端接0,c端接+5v时,输人信号vi的取值在0~+5ⅴ范围内,tn和tp同时截止,输入和输出之间呈高阻态,传输门是断开的。

当c端接+5ⅴ,c端接0时,v1在0~+3ⅴ的范围内,tn导通。在+2~+5v的范围内,tp将导通。由此可知,当vi在0~+5ⅴ之间变化时,tn和tp至少有一个导通。进一步分析还可看到,当输入电压变化时,使两管的栅源电压vcs均发生变化。而mos管漏源间的等效电阻是vcs的函数,因此,两管漏源间的等效电阻随输人电压的变化而变化。一管导通的程度愈深,另一管的导通程度则相应地减小。也就是当一管的等效电阻减小,则另一管的等效电阻就增加。由于互补作用的两管并联在一起,使传输门导通电阻的变化相对各单管等效电阻的变化小得多,这是传输门的优点。导通电阻与输出端的负载构成分压器,输出电压是两者对输入电压分压产生的。因此,导通电阻的稳定可以使输出电压随输入电压的变化成线性关系。

表3.1.5 cm0s门电路各系列的性能比较,nmos门电路.

mos数字集成电路的发展经历了由pmos、nmos到cmos的过程,其中pmos电路问世最早。pmos管以空穴作为载流子,nmos管以电子作为载流子,而空穴的迁移率比电子低,因此,pmos电路的工作速度比不上nmos电路,pmos集成电路已很少使用。由于nmos电路的工作速度快,几何尺寸小,而且生产工艺水平不断提高和完善,所以在大规模集成电路领域中,曾广泛采用nmos技术。

nmos逻辑门电路全部由n沟道mos管构成。由于集成电路中制作大电阻比制作管子占用的面积大得多,因此用mos管代替电阻。nmos反相器是nmos逻辑门电路的基本电路形式,它的工作管常用增强型器件,而负载管可以是耗尽型也可以是增强型。现以耗尽型负载管的nmos反相器为例来说明它的工作原理。

nmos反相器,图3.1.28所示为nmos反相器的原理电路,其中,t1为工作管,t2为负载管。假设t1管和t2管的开启电压分别为u1和u2。