8.數電覆刻 之 CMOS

電流傳輸特性：和電壓特性對應，在BC段纔有電流

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一：噪聲容限

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1.輸入端噪聲容限：在保證輸出信號基本不變時，輸入信號允許的變化

2.V_NH = V_OH(min) - V_IH(min)
V_NL = V_IH(max) - V_OL(max)

下標的解釋：O表示輸出，I表示輸入，H是高電平，L是低電平
高電平有最小值低電平有最大值

注意：輸出指的是前一個電路的輸出，輸入指的是給當前電路的輸入

我們的目的很簡單，就是保證在前一個電路的輸出，作爲當前電路的輸入的時候
電平不會出現變化，所以我們有下面這個圖

當V_DD變大時，噪聲容限變大

以上就是噪聲容限概念的內容了

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二：CMOS靜態輸入特性

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我們在前面繪製時忽略了輸入特性，這裏再提的原因是：

保護電路：電壓鉗位，限制輸入電壓，保護脆弱的MOS管

當V_i<< V_DD時：
二極管D1導通，V_i = V_DD+0.7

當V_i= 0 時：
二極管D2導通，V_i = -0.7

缺點：
二極管的存在，即使截止，依然有反向漏電流，雖然很小，但是柵極電流也很小，相比下，漏電流較大，消耗功率

所以得到了在保護電路作用下的輸入特性曲線

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三：輸出特性

1.低電平輸出：意味着對於上P下N的情況，P截止，N導通
則輸入是高電平

等效電路：

此時上面的P管相當於一個電阻 R_L，電流從上V_DD向下流

漏極電壓就是 V_O，隨着電流的增加而提高：

因爲R_L變化 =》電流變化
導通電阻R_on不變，所以 V_O變大

2.高電平輸出：意味着對於上P下N的情況，P導通，N截止
則輸入是低電平

等效電路：

此時下面的N管相當於一個電阻 R_L，電流向下地流

漏極電壓就是 V_O，隨着電流的增加而減小：

因爲R_L變化 =》電流變化
導通電阻R_on不變，所以 V_O變小

這種變化都是不好的，因爲我們希望的是V_O
在高電平輸入，低電平輸出時：很低，所以電流不能太大
在低電平輸入，高電平輸出時：很高，所以電流不能太大

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四：動態特性

1.傳輸延時時間：t_pHL 和 t_pLH

因爲如前面所說，MOS管等效電路中有一個電容
解釋：

1.負載一般含有電容
2.MOS管本身有輸入電容

因爲電容充放電，所以電容兩端的電流不會突變，那當輸出電壓的變化必然滯後於輸入電壓的變化

t_PHL 是輸入電壓從高電平變化爲低電平時 的延時時間
t_PLH 是輸入電壓從低電平變化爲高電平的 的延時時間

t_Pd 爲平均延時 = （t_PHL+t_PLH）/2
在CMOS電路中，一般t_PLH=t_PHL ，所以用 t_pd 統一表示這兩個時延時間

分析：

降低延時時間，可以提高工作效率

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