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1、3.1 引言,反相器是这样的电路，当其输入信号为高电平时，其输出为低电平，而当其输入信号为低电平，其输出则为高电平。反相器在电路中的表示符号如图3.1.1所示。,图3.1.1 反相器符号,图3.1.2 反相器结构,3.2 NMOS管负载反相器,3.2.1 增强型NMOS管负载反相器,1、负载NMOS管工作于饱和区的反相器,（a）电路 （b）电压转移特性 图3.2.1 饱和区增强型负载NMOS管反相器,2、负载NMOS管工作于线性电阻区,（a）电路 （b）电压转移特性 图3.2.2 线性区增强型负载NMOS管反相器,3.2.2 耗尽型负载NMOS管反相器,（a）电路 （b）电压转移特性 图3.2

2、.3 耗尽型负载NMOS管反相器,3.3 CMOS反相器,3.3.1 CMOS反相器结构特点,（a）电路,3.3.2 CMOS反相器直流特性,（b）转移特性,图3.3.1 CMOS反相器,（c）电流的变化,3.4 动态反相器,图3.4.1 动态反相器,3.4.1 动态有比反相器,3.4.2 动态无比反相器,图3.4.2 动态无比反相器,3.5 延迟,（a）反相器,（b）输入从逻辑0跳变到逻辑1,（c）输入从逻辑1跳变到逻辑,图3.5.1 反相器产生延迟,图3.5.2 两级CMOS反相器级联,（a）充电模型,（b）放电模型,图3.5.3 延迟模型,（a）充电过程,图3.5.4 主要电阻和电容来源

3、,（b）放电过程,3.6 功耗,CMOS反相器的耗功P由两部分组成， （1）静态功耗，即反向漏电造成的功耗PD； （2）动态功耗，即反相器电平发生跳变时产生的功耗。,1、静态功耗,图3.6.1 CMOS反相器的稳态时没有电流,图3.6.2 NMOS反相器稳态会产生电流,2、动态功耗,以CMOS反相器为例来分析动态功耗。在输入信号从逻辑0到逻辑1的跳变或输入信号从逻辑1到逻辑0跳变的瞬间，CMOS反相器的NMOS晶体管和PMOS晶体管都处于导通状态，这导致一个从电源VDD到地的窄电流脉冲。同时为了对负载电容进行充电和放电，也需要有电流流动，这将引起功耗。通常，对负载电容的充电和放电所需要的电流是造成动态功耗的主要因素。 以图3.5.2所示的电路为例，由于对负载电容的充电和放电所引起

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