硬件工程师必看的技能之MOS管构成的基本门逻辑电路
本文你可以获得什么？
mos管构成的缓冲器buffer和漏极开路们od门是数字电路非常重要的概念，怎么构成的；
反相器，线与逻辑怎么玩，又怎么用呢？
根据原理图，真值表，应用典型电路全面了解基本的逻辑门，与门，或门，与非门。
半导体ss， tt， ff是怎么回事？
1. mos管逻辑电路（与门，或门，非门等）
作为硬件工程师，不能不懂芯片；而要想懂芯片，mos管构成的各种基本逻辑电路必须熟记于心，才能够更熟练的看懂芯片的框图。场效应管（field-effect transistor）通过不同的搭配可以构成各种各样的门电路，如开篇所说，这些最基本的单元电路或许是现代ic的基础。以下的电路形式在常用的74系列的芯片中大量存在着，之后介绍的od门，缓冲器则常见于芯片的gpio口等管脚的设计。
mos管构成基本的与门、或门电路
与门可以由六个管子构成，通过示意图应该能更清楚看出与门的工作示意图，然后由真值表可以看出输入输出的对应关系。本文中给出与门的对应电路，如有兴趣，大家可以思考或门的电路结构，其实二者是存在对应关系的。
2. 反相器
下图则给出了反相器的电路图，输入和输出状态相反，谓之反相器。
电路分析：
输入vi为低电平时，上管导通，下管截止，输出为高电平；输入vi为高电平时，上管截止，下管导通，输出为低电平。
与非门
下图则给出了与非门的电路图，与非门也就是同为零，异为一。
当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。当a输入高电平，b输入低电平，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。当a输入低电平，b输入高电平，2，4导通，1，3管截止，c端电位与2管的漏极保持一致，输出高电平。当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。
3. 缓冲器buffer
cmos缓冲器（buffer），缓冲器跟反相器是对立的，缓冲器输入与输出相同，反相器输入与输出相反。
电路分析：
前面一级q1，q2组成了一个反相器；后面一级q3，q4又构成了一个反相器，相当于反了两次相，于是又还原了。
4. 漏极开路门
漏极开路门是一个十分经典常用的电路，常见于主芯片的gpio口或者单片机的gpio口的设计中。**要最重要的一点就是：**漏极开路是高阻态，一般应用需要接上拉电阻。
【漏极开路门的应用-线与逻辑】z=z1z2z3
“线与”逻辑是因为多个逻辑单元的输出的三极管，共用一个上拉电阻，只要一个逻辑单元输出低电平，即集电极（漏极）开路输出的管子导通，那么输出低电平；而只有全部单元截止，输出端被上拉电阻置为高电平，这是一个很实用的电路，可以用于逻辑仲裁等电路系统中。
或许工作几年后，一般会觉得二极管三极管电路很简单，那只能说明研究得还不够深入。有时候越简单的东西底层的东西其实更复杂。比如从工艺角度来说，晶体管分为tt， ss， ff， ic设计是绕不过这些的，基础也并不容易，考虑到更深入一些，又觉得只学到皮毛。
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1. mos管逻辑电路（与门，或门，非门等）
作为硬件工程师，不能不懂芯片；而要想懂芯片，mos管构成的各种基本逻辑电路必须熟记于心，才能够更熟练的看懂芯片的框图。场效应管（field-effect transistor）通过不同的搭配可以构成各种各样的门电路，如开篇所说，这些最基本的单元电路或许是现代ic的基础。以下的电路形式在常用的74系列的芯片中大量存在着，之后介绍的od门，缓冲器则常见于芯片的gpio口等管脚的设计。
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与门可以由六个管子构成，通过示意图应该能更清楚看出与门的工作示意图，然后由真值表可以看出输入输出的对应关系。本文中给出与门的对应电路，如有兴趣，大家可以思考或门的电路结构，其实二者是存在对应关系的。
2. 反相器
下图则给出了反相器的电路图，输入和输出状态相反，谓之反相器。
电路分析：
输入vi为低电平时，上管导通，下管截止，输出为高电平；输入vi为高电平时，上管截止，下管导通，输出为低电平。
与非门
下图则给出了与非门的电路图，与非门也就是同为零，异为一。
当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。当a输入高电平，b输入低电平，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。当a输入低电平，b输入高电平，2，4导通，1，3管截止，c端电位与2管的漏极保持一致，输出高电平。当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。
3. 缓冲器buffer
cmos缓冲器（buffer），缓冲器跟反相器是对立的，缓冲器输入与输出相同，反相器输入与输出相反。
电路分析：
前面一级q1，q2组成了一个反相器；后面一级q3，q4又构成了一个反相器，相当于反了两次相，于是又还原了。
4. 漏极开路门
漏极开路门是一个十分经典常用的电路，常见于主芯片的gpio口或者单片机的gpio口的设计中。**要最重要的一点就是：**漏极开路是高阻态，一般应用需要接上拉电阻。
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或许工作几年后，一般会觉得二极管三极管电路很简单，那只能说明研究得还不够深入。有时候越简单的东西底层的东西其实更复杂。比如从工艺角度来说，晶体管分为tt， ss， ff， ic设计是绕不过这些的，基础也并不容易，考虑到更深入一些，又觉得只学到皮毛。
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