CMOS传输门

本文介绍了CMOS传输门的工作特性。当控制信号c为0时,T1和T2管子均截止;c为1时,至少一个管子导通,使得输出Uo接近输入Ui。详细阐述了CMOS传输门的电路结构。

如下图,当c=0,则c‾\overline{c}c=1,两只管子T1和T2均截止;当c=1,则c‾\overline{c}c=0,两只管子中至少有一只是导通的,Uo≈Ui 。CMOS传输门电路如下:在这里插入图片描述

### CMOS传输的工作原理 CMOS传输是一种基于互补金属氧化物半导体(CMOS)技术的开关电路,它由一个NMOS晶体管和一个PMOS晶体管并联组成[^1]。当控制信号为高电平时,NMOS导通而PMOS截止;当控制信号为低电平时,PMOS导通而NMOS截止。这种设计使得CMOS传输能够根据控制信号的状态选择性地传递信号。 CMOS传输不仅可以传递数字信号,还可以传输连续变化的模拟信号。在实际应用中,为了确保信号的完整性,通常要求传输端输出的对地负载阻值要远远大于传输的导通电阻。这是因为传输输出的电压实际上是导通电阻和负载电阻对输入信号的分压值[^1]。如果负载阻值过小,可能会导致信号失真或无法正确传递。 ### CMOS传输的应用 CMOS传输广泛应用于各种数字和模拟电路中。以下是一些典型的应用场景: 1. **多路复用器**:通过多个CMOS传输的选择性导通,可以实现多路信号的切换和选择。这种功能在数据选择器和多路复用器中非常常见。 2. **三态缓冲器**:在Verilog等硬件描述语言中,使用`inout`端口时,常常会遇到如下的语句:`assign out = en ? out_tmp : 1'bz;`。这里的逻辑是,当使能信号`en`为高电平时,输出接口输出具体的电平值`out_tmp`;当`en`为低电平时,输出接口进入高阻态(Hi-Z),允许外部信号拉低或拉高[^2]。 3. **双向数据传输**:CMOS传输的双向特性使其非常适合用于需要双向数据流的场景,例如总线系统中的数据交换。 4. **模拟信号处理**:由于CMOS传输能够传递模拟信号,因此它也可以用于一些简单的模拟信号处理电路中,例如滤波器或信号调节电路。 ```python # 示例代码:Verilog中使用CMOS传输实现三态输出 module tri_state_buffer ( input wire en, input wire out_tmp, inout wire out ); assign out = en ? out_tmp : 1'bz; endmodule ``` ### 注意事项 在设计和使用CMOS传输时,需要注意以下几点: - 确保传输的导通电阻足够小,以避免信号衰减。 - 负载阻抗应远大于传输的导通电阻,以保证信号的完整性。 - 在高速应用中,需考虑传输的开关速度和寄生电容的影响。
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