CMOS門電路輸入極限參數與電源電壓的關系

施朝霞， 賈立新

(浙江工業大學 信息工程學院， 浙江 杭州 310023)

CMOS門電路輸入極限參數與電源電壓的關系

施朝霞， 賈立新

(浙江工業大學 信息工程學院， 浙江 杭州 310023)

CMOS門電路是數字電路課程中的重要內容，CMOS門電路的極限參數是教學的難點和重點，課堂教學中有定性分析，無具體理論探究，導致學生閱讀數據手冊時無法理解輸入極限參數與電源電壓的關系。本文采用公式法和逐段線性近似法分析了CMOS門電路的電壓傳輸特性曲線，并基于Cadence平臺進行了仿真驗證。本文對CMOS門電路極限參數的教學有一定的指導作用。

CMOS門電路；極限參數；電源電壓

0 引言

門電路是構成數字電路的最基本單元，CMOS門電路是"數字電路與數字邏輯"課程的重要內容。在CMOS門電路的教學中，電氣特性中極限參數是一個非常重要的概念，它決定了CMOS門電路能正確工作的輸入輸出電壓條件。由于數字電路教學中把CMOS管看成理想開關，課程中只定性給出了CMOS門電路的電壓傳輸特性(VTC)曲線與極限參數的關系，因此，學生在具體使用CMOS門電路查閱數據手冊時會發現自己難以正確理解極限參數與電源電壓的關系。

課程里分析CMOS門電路的VTC曲線時，通常以CMOS管的閾值電壓作為臨界條件判斷其導通還是截止，從而得到輸出是高電平還是低電平。學生認為如果電源電壓發生變化，則輸出的高電平相應變化是可以理解的，但是CMOS管的閾值電壓是保持不變的，電源電壓增加時，為什么輸入極限參數也會隨著增加呢[1]？……