详解MOS管及简单CMOS逻辑电平电路
现代单片机主要是采用cmos工艺制成的。
mos管
mos管又分为两种类型：n型和p型。
如下图所示：
以n型管为例，2端为控制端，称为“栅极”;3端通常接地，称为“源极”;源极电压记作vss，1端接正电压，称为“漏极”，漏极电压记作vdd。要使1端与3端导通，栅极2上要加高电平。
对p型管，栅极、源极、漏极分别为5端、4端、6端。要使4端与6端导通，栅极5要加低电平。
在cmos工艺制成的逻辑器件或单片机中，n型管与p型管往往是成对出现的。同时出现的这两个cmos管，任何时候，只要一只导通，另一只则不导通（即“截止”或“关断”），所以称为“互补型cmos管”。
02
cmos逻辑电平
高速cmos电路的电源电压vdd通常为+5v；vss接地，是0v。
高电平视为逻辑“1”，电平值的范围为：vdd的65%～vdd（或者vdd-1.5v～vdd）
低电平视作逻辑“0”，要求不超过vdd的35%或0～1.5v。
+1.5v～+3.5v应看作不确定电平。在硬件设计中要避免出现不确定电平。
近年来，随着亚微米技术的发展，单片机的电源呈下降趋势。低电源电压有助于降低功耗。vdd为3.3v的cmos器件已大量使用。在便携式应用中，vdd为2.7v，甚至1.8v的单片机也已经出现。将来电源电压还会继续下降，降到0.9v，但低于vdd的35%的电平视为逻辑“0”，高于vdd的65%的电平视为逻辑“1”的规律仍然是适用的。
03
非门
非门（反向器）是最简单的门电路，由一对cmos管组成。其工作原理如下：
a端为高电平时，p型管截止，n型管导通，输出端c的电平与vss保持一致，输出低电平;a端为低电平时，p型管导通，n型管截止，输出端c的电平与vdd一致，输出高电平。
04
与非门
与非门工作原理：
①、a、b输入均为低电平时，1、2管导通，3、4管截止，c端电压与vdd一致，输出高电平。
②、a输入高电平，b输入低电平时，1、3管导通，2、4管截止，c端电位与1管的漏极保持一致，输出高电平。
③、a输入低电平，b输入高电平时，情况与②类似，亦输出高电平。
④、a、b输入均为高电平时，1、2管截止，3、4管导通，c端电压与地一致，输出低电平。
05
或非门
或非门工作原理：
①、a、b输入均为低电平时，1、2管导通，3、4管截止，c端电压与vdd一致，输出高电平。
②、a输入高电平，b输入低电平时，1、4管导通，2、3管截止，c端输出低电平。
③、a输入低电平，b输入高电平时，情况与②类似，亦输出低电平。
④、a、b输入均为高电平时，1、2管截止，3、4管导通，c端电压与地一致，输出低电平。
注：将上述“与非”门、“或非”门逻辑符号的输出端的小圆圈去掉，就成了“与”门、“或”门的逻辑符号。而实现“与”、“或”功能的电路图则必须在输出端加上一个反向器，即加上一对cmos管，因此，“与”门实际上比“与非”门复杂，延迟时间也长些，这一点在电路设计中要注意。
06
三态门
三态门的工作原理：
当控制端c为“1”时，n型管3导通，同时，c端电平通过反向器后成为低电平，使p型管4导通，输入端a的电平状况可以通过3、4管到达输出端b。
当控制端c为“0”时，3、4管都截止，输入端a的电平状况无法到达输出端b，输出端b呈现高电阻的状态，称为“高阻态”。
这个器件也称作“带控制端的传输门”。带有一定驱动能力的三态门也称作“缓冲器”，逻辑符号是一样的。
注：从cmos等效电路或者真值表、逻辑表达式上都可以看出，把“0”和“1”换个位置，“与非”门就变成了“或非”门。对于“1”有效的信号是“与非”关系，对于“0”有效的信号是“或非”关系。
上述图中画的逻辑器件符号均是正逻辑下的输入、输出关系，即对“1”（高电平）有效而言。而单片机中的多数控制信号是按照负有效（低电平有效）定义的。例如片选信号cs（chip select），指该信号为“0”时具有字符标明的意义，即该信号为“0”表示该芯片被选中。因此，“或非”门的逻辑符号也可以画成下图。
07
组合逻辑电路
“与非”门、“或非”门等逻辑电路的不同组合可以得到各种组合逻辑电路，如译码器、解码器、多路开关等。
组合逻辑电路的实现可以使用现成的集成电路，也可以使用可编程逻辑器件，如pal、gal等实现。
房地产行业如何助推智能家居的发展
什么是开口率(Aperture ratio)
鸿蒙系统取得新进展 鸿蒙是面向未来的物联网系统
论产品的设计之接口篇
智能手机型移动警务终端及安全监控组件通过公安部检测中心相关检测
详解MOS管及简单CMOS逻辑电平电路
关于投影屏幕的几则小常识
全面开启数字经济新时代——“十三五”工业互联网发展回眸
RISC-V在汽车上的潜力
RC串并联选频网络详解
索尼XZ2暗光拍照评测 效果到底怎么样
OPPO扶植“Realme”主攻印度中低端市场，是复制第二个“一加”吗？
工业机器人最大应用市场占比呈下滑趋势
基于FPGA技术的智能交通灯控制系统设计
黄仁勋将在CES展登台演讲 RTX2060或出现
物联网通信连接技术和物联网设备的详细介绍
中国移动巨额成交350亿港元 中国联通巨量成交11亿股
什么是长程攻击
无人机防汛应急指挥调度系统的主要功能及工作步骤分析
纤芯直径为62.5μm和50μm的多模光纤能混用吗？
mos管
mos管又分为两种类型：n型和p型。
如下图所示：
以n型管为例，2端为控制端，称为“栅极”;3端通常接地，称为“源极”;源极电压记作vss，1端接正电压，称为“漏极”，漏极电压记作vdd。要使1端与3端导通，栅极2上要加高电平。
对p型管，栅极、源极、漏极分别为5端、4端、6端。要使4端与6端导通，栅极5要加低电平。
在cmos工艺制成的逻辑器件或单片机中，n型管与p型管往往是成对出现的。同时出现的这两个cmos管，任何时候，只要一只导通，另一只则不导通（即“截止”或“关断”），所以称为“互补型cmos管”。
02
cmos逻辑电平
高速cmos电路的电源电压vdd通常为+5v；vss接地，是0v。
高电平视为逻辑“1”，电平值的范围为：vdd的65%～vdd（或者vdd-1.5v～vdd）
低电平视作逻辑“0”，要求不超过vdd的35%或0～1.5v。
+1.5v～+3.5v应看作不确定电平。在硬件设计中要避免出现不确定电平。
近年来，随着亚微米技术的发展，单片机的电源呈下降趋势。低电源电压有助于降低功耗。vdd为3.3v的cmos器件已大量使用。在便携式应用中，vdd为2.7v，甚至1.8v的单片机也已经出现。将来电源电压还会继续下降，降到0.9v，但低于vdd的35%的电平视为逻辑“0”，高于vdd的65%的电平视为逻辑“1”的规律仍然是适用的。
03
非门
非门（反向器）是最简单的门电路，由一对cmos管组成。其工作原理如下：
a端为高电平时，p型管截止，n型管导通，输出端c的电平与vss保持一致，输出低电平;a端为低电平时，p型管导通，n型管截止，输出端c的电平与vdd一致，输出高电平。
04
与非门
与非门工作原理：
①、a、b输入均为低电平时，1、2管导通，3、4管截止，c端电压与vdd一致，输出高电平。
②、a输入高电平，b输入低电平时，1、3管导通，2、4管截止，c端电位与1管的漏极保持一致，输出高电平。
③、a输入低电平，b输入高电平时，情况与②类似，亦输出高电平。
④、a、b输入均为高电平时，1、2管截止，3、4管导通，c端电压与地一致，输出低电平。
05
或非门
或非门工作原理：
①、a、b输入均为低电平时，1、2管导通，3、4管截止，c端电压与vdd一致，输出高电平。
②、a输入高电平，b输入低电平时，1、4管导通，2、3管截止，c端输出低电平。
③、a输入低电平，b输入高电平时，情况与②类似，亦输出低电平。
④、a、b输入均为高电平时，1、2管截止，3、4管导通，c端电压与地一致，输出低电平。
注：将上述“与非”门、“或非”门逻辑符号的输出端的小圆圈去掉，就成了“与”门、“或”门的逻辑符号。而实现“与”、“或”功能的电路图则必须在输出端加上一个反向器，即加上一对cmos管，因此，“与”门实际上比“与非”门复杂，延迟时间也长些，这一点在电路设计中要注意。
06
三态门
三态门的工作原理：
当控制端c为“1”时，n型管3导通，同时，c端电平通过反向器后成为低电平，使p型管4导通，输入端a的电平状况可以通过3、4管到达输出端b。
当控制端c为“0”时，3、4管都截止，输入端a的电平状况无法到达输出端b，输出端b呈现高电阻的状态，称为“高阻态”。
这个器件也称作“带控制端的传输门”。带有一定驱动能力的三态门也称作“缓冲器”，逻辑符号是一样的。
注：从cmos等效电路或者真值表、逻辑表达式上都可以看出，把“0”和“1”换个位置，“与非”门就变成了“或非”门。对于“1”有效的信号是“与非”关系，对于“0”有效的信号是“或非”关系。
上述图中画的逻辑器件符号均是正逻辑下的输入、输出关系，即对“1”（高电平）有效而言。而单片机中的多数控制信号是按照负有效（低电平有效）定义的。例如片选信号cs（chip select），指该信号为“0”时具有字符标明的意义，即该信号为“0”表示该芯片被选中。因此，“或非”门的逻辑符号也可以画成下图。
07
组合逻辑电路
“与非”门、“或非”门等逻辑电路的不同组合可以得到各种组合逻辑电路，如译码器、解码器、多路开关等。
组合逻辑电路的实现可以使用现成的集成电路，也可以使用可编程逻辑器件，如pal、gal等实现。
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无人机防汛应急指挥调度系统的主要功能及工作步骤分析
纤芯直径为62.5μm和50μm的多模光纤能混用吗？