互補(bǔ)CMOS邏輯門的邏輯功能

【互補(bǔ)CMOS邏輯門的邏輯功能】互補(bǔ)CMOS邏輯門的邏輯功能NMOS器件串聯(lián)相當(dāng)于“與”(AND)功能。當(dāng)所有的輸入為高時(shí)，串聯(lián)組合導(dǎo)通，因此在串聯(lián)鏈一端的值被傳送到另一端。用公式表示，即：AandB=AB。同樣，NMOS管的并聯(lián)代表了一個(gè)“或”(OR)操作。如果至少有一個(gè)輸入為高，則在輸出與輸入端之間就會(huì)存在一條通路。用公式表示，即：AorB=A+BNMOS器件串聯(lián)相當(dāng)于“與”(AND)功能。當(dāng)所有的輸入為高時(shí)，串聯(lián)組合導(dǎo)通，因此在串聯(lián)鏈一端的值被傳送到另一端。用公式表示，即：AandB=AB同樣，NMOS管的并聯(lián)代表了一個(gè)“或”(OR)操作。如果至少有一個(gè)輸入為高，則在輸出與輸入端之間就會(huì)存在一條通路。用公式表示，即：AorB=A+B互補(bǔ)CMOS邏輯門的邏輯功能采用類似的理由可以推導(dǎo)出構(gòu)成PMOS網(wǎng)絡(luò)的規(guī)則。如果兩個(gè)輸入都低，串聯(lián)的兩個(gè)PMOS都導(dǎo)通，這代表一個(gè)NOR操作(公式)，而PNOS管并聯(lián)實(shí)現(xiàn)NAND操作(公式)。根據(jù)摩根定理(公式)，可以看出一個(gè)互補(bǔ)CMOS結(jié)構(gòu)的上拉和下拉網(wǎng)絡(luò)互為對(duì)偶網(wǎng)絡(luò)。這意味著在上拉網(wǎng)絡(luò)中并聯(lián)的晶體管相應(yīng)于在下拉網(wǎng)絡(luò)中對(duì)應(yīng)器件的串聯(lián)，反之亦然。采用類似的理由可以推導(dǎo)出構(gòu)成PMOS網(wǎng)絡(luò)的規(guī)則。如果兩個(gè)輸入都低，串聯(lián)的兩個(gè)PMOS都導(dǎo)通，這代表一個(gè)NOR操作()，而PNOS管并聯(lián)實(shí)現(xiàn)NAND操作()。根據(jù)摩根定理(和)，可以看出一個(gè)互補(bǔ)CMOS結(jié)構(gòu)的上拉和下拉網(wǎng)絡(luò)互為對(duì)偶網(wǎng)絡(luò)。這意味著在上拉網(wǎng)絡(luò)中并聯(lián)的晶體管相應(yīng)于在下拉網(wǎng)絡(luò)中對(duì)應(yīng)器件的串聯(lián)，反之亦然?；パa(bǔ)CMOS邏輯門的邏輯功能因此為了構(gòu)成一個(gè)CMOS門，可以用串、并聯(lián)器件的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)其中一個(gè)網(wǎng)絡(luò)(如PDN)。而另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)(如PUN)可以通過(guò)對(duì)偶原理來(lái)實(shí)現(xiàn)，即瀏覽各層結(jié)構(gòu)，用并聯(lián)的子電路代替串聯(lián)的子電路和用串聯(lián)的子電路代替并聯(lián)的子電路。把PDN與PUN組合起來(lái)就構(gòu)成了完整的CMOS門。這一互補(bǔ)門在本質(zhì)上是反相的，只能實(shí)現(xiàn)如NAND、NOR及XNOR這樣的功能。用單獨(dú)一級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)非反相的布爾函數(shù)(如AND、OR或XOR)是不可能的，因此要求增加額外一級(jí)反相器。實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有N個(gè)輸入的邏輯門所需要的晶體管數(shù)目為2N。因此為了構(gòu)成一個(gè)CMOS門，可以用串、并聯(lián)器件的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)其中一個(gè)網(wǎng)絡(luò)(如PDN)。而另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)(如PUN)可以通過(guò)對(duì)偶原理來(lái)實(shí)現(xiàn)，即瀏覽各層結(jié)構(gòu)，用并聯(lián)的子電路代替串聯(lián)的子電路和用串聯(lián)的子電路代替并聯(lián)的子電路。把PDN與PUN組合起來(lái)就構(gòu)成了完整的CMOS門。這一互補(bǔ)門在本質(zhì)上是反相的，只能實(shí)現(xiàn)如NAND、NOR及XNOR這樣的功能。用單獨(dú)一級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)非反相的布爾函數(shù)(如AND、OR或XOR)是不可能的，因此要求增加額外一級(jí)反相器。實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有N個(gè)輸入的邏輯門所需要的晶體管數(shù)目為2N。互補(bǔ)CMOS邏輯門的邏輯功能圖a是一個(gè)由NMOS管組成的下拉網(wǎng)絡(luò)，圖b，通過(guò)識(shí)別子電路分層推導(dǎo)出上拉網(wǎng)絡(luò)，依據(jù)的原則是下拉網(wǎng)絡(luò)中的串聯(lián)相當(dāng)于上拉網(wǎng)絡(luò)的并聯(lián)，下拉網(wǎng)絡(luò)的并聯(lián)相當(dāng)于上拉網(wǎng)