MOS门电路(3)MOS与非门

在

MOS反相器 的基础上，可以很容易的组成具有各种逻辑单元功能的

门电路。

增强型负载与非门、耗尽型负载与非门

如下图所示：

MOS与非门

1.1 增强型负载与非门（E/E MOS与非门）

在饱和型有源负载反相器 的基础上再串接一只增强型MOS驱动管 ，就可以构成一个与非门。

显然， 只有两个输入信号同时为高电平时,、同时导通时，输出才是低电平，；而输入信号当中只要有一个为低电平，输出才是高电平，。故输入与输出之间是与非关系。

由于输入低电平为、同时导通时的压降之和，所以不难想象，当输入端增多因而串联的驱动管数目也随之增多时，势必导致输入低电平的抬高。此外，由于驱动管串联，其源极电位被抬高了，而且不等于0，因此需要更大的输入电压才能使其导通，这就提高了对输入信号的要求。鉴于以上原因，在NMOS与非门 中，很少使用多输入端与非门 结构。

1.2 耗尽型负载与非门（E/D MOS与非门）

在耗尽型有源负载反相器 的基础上再串接一只增强型MOS驱动管 ，就可以构成一个与非门。

其工作原理与 增强型负载与非门 没有什么区别，只是输出高电平较高，。其缺点和增强型负载与非门 一样。

CMOS与非门

CMOS与非门的电路如下图所示：

CMOS与非门

两只驱动管 、是N沟道MOS管 ，两只负载管 、是P沟道MOS管 。

2.1 CMOS与非门的输出电阻与输入信号的组合状态相关

因为驱动管 、是串联的，而两只负载管两只负载管 、是并联的，所以只有两个输入信号同时为高电平时，驱动管 、同时导通， 负载管 、同时截止，输出才是低电平，；而且输出电阻为两只驱动管导通电阻之和，即为单只驱动管导通电阻的二倍。输入信号同时为低电平时，驱动管 、同时截止， 负载管 、同时导通，输出才是高电平，；而且输出电阻为两只负载管导通电阻的并联，即为单只负载管导通电阻的二分之一。输入信号当中一个为低电平、一个为高电平时，驱动管 仍不导通，负载管 有一个导通，输出是高电平，。而且输出电阻为一个只负载管导通电阻。

由此可见，输出为高电平时的输出电阻与输入信号的组合状态有关。

为了增加输入端的数目，就需要增加串联驱动管的数目，因此同样会发生输入低电平的抬高的问题。为了克服这一缺点，有时在输出端再加上两级反相器，以降低输出低电平，或采取其他比较复杂的电路结构形式。

2.2 CMOS与非门电压传输特性与输入信号的组合状态相关

在多输入端的CMOS与非门中，输入状态的不同对电压传输特性有一定的影响。

在下图所示的三输入端与非门中：

图(a) 只有一个输入端接输入信号，另外两个输入端接电源。接电源的两个输入端所控制的负载管完全截止，驱动管充分导通，呈现低阻状态。由于输入信号的幅度通常大于负载管与驱动管开启电压的绝对值之和，所以当输入信号由低电平变为高电平的过程中，在输入电压的一个区间里将出现负载管与驱动管同时导通的现象，这就是电压传输特性上的转折区。这时，输出电压为导通的负载管与驱动管两者内阻的分压（假如忽略输入端接到电源的另外两只驱动管的导通内阻）。因为此时驱动管和负载管尚未充分导通，所以内阻要比充分导通时大。图(b) 有两个输入端并联接输入信号，另外一个输入端接电源。当输入信号由低电平变为高电平的过程中，肯定会进入转折区。此时，由于驱动管是串联，而负载管是并联，所以分压的结果将使输出电压提高。因此电压传输特性右移，阈值电压也有所提高。图(c) 有三个输入端全部并联接输入信号。同理，电压传输特性进一步右移，阈值电压也进一步提高。