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与非门逻辑介绍

归档日期:07-05       文本归类:与非门      文章编辑:爱尚语录

  先通过文章《非门(反相器)介绍》了解什么是PMOS,什么是NMOS,以及基本的上下拉CMOS逻辑的概念。

  与非门实现的逻辑功能为所有的输入信号,只要有一个为低电平(0),则输出为高电平。以2输入与非门为例,其图示如下。其中in1,in2为两个输入信号,out为输出。

  所有逻辑门电路的CMOS结构分为上下拉两部分,上拉为PMOS结构,下拉为NMOS结构。

  我们来分析一下对于2输入与非门上拉逻辑要实现的功能:即当in1,in2有任何一个为0时,上拉通路就导通,使得out与VDD相连。故上拉逻辑由两个PMOS管并联。PMOS管只有当G端为0时,D与S两端才导通,故如下图所示,当in1,in2任何一个为0时,out便与VDD导通,满足条件。

  我们接着分析2输入与非门下拉网络要实现的功能:只要当两个输入都为1时(高电平),那么下拉网络才导通,使得out与地相连,输出为0。根据这个要求,故下拉网络由两个NMOS管串联。NMOS管只有当G端为1时,D与S两端才导通,故两个NMOS管串联,当两个NMOS管都导通,out才跟地端相连了,符合要求。

  故同样分析,3输入与非门上拉网络为3个PMOS管并连,下拉网络为3个NMOS管串联。

  当用结构级语言描述时(即与门电路的例化),Verilog语言如下,and为或的关键字:

  问题:为什么不能如下图所示,由NMOS做上拉网络,而PMOS做下拉网络实现与逻辑呢?

  答:因为NMOS做上拉网络会有阈值损失,PMOS做下拉网络也会有阈值损失。

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