23、动态电路中的传输晶体管与CMOS传输门

动态电路中的传输晶体管与CMOS传输门

在电子电路设计领域，动态电路以其独特的优势受到广泛关注。动态电路利用电路节点的电容来存储电荷，能够用更少的晶体管实现逻辑功能，从而提高了电路的集成度并降低了功耗。本文将详细介绍动态传输晶体管电路、CMOS传输门电路以及相关的仿真和实际应用中的要点。

动态传输晶体管电路

基本原理与示例

动态传输晶体管电路可以用于控制信号在逻辑级之间的传输。以一个三级移位寄存器为例，该电路采用两相时钟方案，两个时钟脉冲ϕ1和ϕ2 是非重叠的。每一级由一个静态反相器电路和一个连接到其输入的n - MOS传输晶体管组成。

当ϕ1 变高时，第一个传输晶体管M1导通，将输入电压传输到反相器1。反相器1的输出根据这个输入电压稳定下来，同时该电压也存储在输入电容Cin1中。当ϕ2 变高时，Cout1上的电压被传输到门2的输入（并相应地进行评估），并存储在其输入电容中。接着，ϕ1 再次变高，反相器2的输出电压被传输到反相器3的输入。与此同时，另一位数据可以通过流水线方式输入到移位寄存器的输入端。

这个例子代表了最简单类型的动态传输晶体管电路，其中只有单个位从一级传输到下一级。一般来说，任意数量的数字信号都可以从一级传输到下一级，但每个信号都必须有自己的传输晶体管。

逻辑“1”传输延迟t1

当使用n - MOS传输晶体管将逻辑“1”传输到动态电路的软节点时，软节点电压达到稳定需要有限的时间（充电时间t1），这就对时钟脉冲宽度设置了下限。

考虑一个简化电路，逻辑“1”从输入节点传输到具有等效集总电容CX的软节点。为了简化分析，假设时钟ϕ在t = 0时从低到高突然转变，并且