发射极耦合逻辑(ECL)门

1、 三、三、 发射极耦合逻辑（发射极耦合逻辑（ECL）门）门 了解基本原理了解基本原理 主要特点：主要特点： ECL 门的优点是速度快，因为它不用饱和态。另一优点是工作电流平稳，没有动态尖峰。 ECL 门的缺点是高、低电平太接近（约0.8V）抗干扰能力差。另一个缺点是功耗较大。附：集成注入逻辑（I2L） 也叫合并型晶体管逻辑（MTL），其优点是以恒流源供电的非门为基本单元，电路结构简单，集成度高、功耗较低，延迟小，速度快。 缺点是高低电平摆幅较小，约0.6V，抗干扰能力差。 四、四、 MOS逻辑门逻辑门 MOS型电路是另一种常用电路，型电路是另一种常用电路，MOS意为意为金属金属氧氧化物半导体化

2、物半导体（Metal-Oxide Semiconductor） （一）、（一）、MOS晶体管晶体管 晶体三极管有：晶体三极管有： E发射极发射极 B基极基极 C集电极集电极 机理是：基极电流机理是：基极电流IB 控制控制集电极电流集电极电流IC。 结构有：结构有： NPN PNP MOS三极管有：三极管有： S源极源极 G栅极栅极 D漏极漏极 机理是：机理是： 栅极电压栅极电压VG控制控制漏极电流漏极电流ID 结构有：结构有： N沟道沟道 P沟道沟道 MOS管的标准符号管的标准符号 和简化符号都要会。和简化符号都要会。 MOS管除分管除分N沟道、沟道、P沟道外，还分增强型和耗尽型。沟道外，还分

3、增强型和耗尽型。增强型栅压为增强型栅压为0无沟道，耗尽型栅压为无沟道，耗尽型栅压为0也有沟道。也有沟道。 1、MOS管的基本结构管的基本结构 以以N沟道增强型为例沟道增强型为例 源、漏极结构对称，可以互换使用源、漏极结构对称，可以互换使用 P衬衬 P型衬底，型衬底，N型沟道型沟道 2、 N沟道增强型沟道增强型MOS管的工作特点为：管的工作特点为： 栅极电压栅极电压VGS小于开启电压小于开启电压VGS（th）时，时，无沟道无沟道形形成，漏极电流成，漏极电流ID为为0。VDS爱多大多大！（爱多大多大！（截止区截止区） 栅极电压栅极电压VGS大于等于开启电压大于等于开启电压VGS（th）时，沟道形时

4、，沟道形成，有成，有ID形成，分形成，分两种情况两种情况： a、VDS较大较大，大于，大于 VGS VGS（th），ID随随VGS的的 增加而增加增加而增加。VDS 已使已使 ID 饱和，没什么影响了。饱和，没什么影响了。 （饱和区饱和区） b、VDS较小较小，小于，小于VGS VGS（th），ID随随VGS的的 增加也增加，但与增加也增加，但与VDS的大小密切相关。的大小密切相关。 或者或者 也可以这样说：对某一也可以这样说：对某一VGS，ID随随VDS线性增加线性增加， 且且VGS越大，斜率越大，等效电阻越小。越大，斜率越大，等效电阻越小。 （非饱和区非饱和区 or 可调电阻区可调电阻区）

5、 用输出特性曲线说明三个区的情况：用输出特性曲线说明三个区的情况： 3、转移特性和跨导、转移特性和跨导gm VGS 和和 IDS的关系的关系通常用跨导表示：通常用跨导表示： I DS gm= VGS VDS=常数常数 它代表它代表VGS对对 IDS的的控制能力。控制能力。gm与沟道宽与沟道宽度和长度有关。度和长度有关。 沟道宽沟道宽度越宽、长度越短，度越宽、长度越短，g m越大，控制能力越强。越大，控制能力越强。4、MOS 管的输入电阻和输入电容管的输入电阻和输入电容 MOS管的管的输入阻抗输入阻抗指栅极到源极（或漏极）的电阻，指栅极到源极（或漏极）的电阻，由于有由于有SiO2绝缘层的阻隔，电

6、阻绝缘层的阻隔，电阻极大极大，通常在，通常在1012欧姆以欧姆以上。作为静态负载对前级几乎没有什么影响。上。作为静态负载对前级几乎没有什么影响。 MOS管的栅极、源极之间有很小的寄生电容，称为管的栅极、源极之间有很小的寄生电容，称为输入电容输入电容，虽然很小（几，虽然很小（几P或更小），但由于输入阻抗或更小），但由于输入阻抗极高，漏电流很小，所以极高，漏电流很小，所以可用来暂时存储信息可用来暂时存储信息（如动态（如动态RAM）。）。 另外，由于输入阻抗极高，很少的电量便可能感应另外，由于输入阻抗极高，很少的电量便可能感应出很强的电场，造成氧化层击穿，出很强的电场，造成氧化层击穿，所以没有良好保

7、护的所以没有良好保护的MOS器件比较容易因静电而损坏。器件比较容易因静电而损坏。5、直流导通电阻、直流导通电阻RON 直流导通电阻是指直流导通电阻是指MOS管导通时，漏源电压和漏源管导通时，漏源电压和漏源电流的比值：电流的比值： RON= VDS / IDS （二）、（二）、MOS 反相器反相器 MOS反相器有四种形式，我们只简单讲一下反相器有四种形式，我们只简单讲一下E/E型，型，在下一节重点讲在下一节重点讲CMOS反相器。反相器。 E/E MOS 反相器有两个增强型反相器有两个增强型MOS 管组成，一个作管组成，一个作为输入管，一个作为负载管，两个管子的特性（如跨导）为输入管，一个作为负载

8、管，两个管子的特性（如跨导）完全不同。完全不同。 由由N沟道管构成的反相器叫沟道管构成的反相器叫NMOS反相器。反相器。 见图：见图： TL是负载管是负载管，栅极接漏极，同，栅极接漏极，同 为为VDD，该管，该管恒导通恒导通，且处于，且处于 饱和区，因为：饱和区，因为： VGS VGS（th） VDS 当输入当输入VI 为低电平时为低电平时，因小，因小 于开启电压，于开启电压，T0不导通，则不导通，则 V0 = VDD VGS（th） 高高 当输入当输入VI为高电平时为高电平时，T0 也导通，输出与两管跨导比有关：也导通，输出与两管跨导比有关： gmL V0= （VDD VGS（th） ） 2 gmo = 0 因为因为 gmo gmL E/E MOS 反相器的特点：反相器的特点： 单一电源，结构简单。单一电源，结构简单。 TL始终饱和，速度慢，功耗大。始终饱和，速度慢，功耗大。