2.NMOS 电路
全部使用NMOS管组成的集成电路称为 NMOS 电路。由于 NMOS 电路工作速度快,尺寸小,加之NMOS工艺水平的不断提高和完善,目前许多高速LSI数字集成电路产品仍采用 NMOS工艺制造。
图3.4.2 给出了 NMOS反相器的两种常见形式。由于负载管的类型和工作方式不同,它们的性能也不一样。
图3.4.2(a)中的负载管T和驱动管T都是增强型MOS管,因而称为增强型负载反相器,简称E/EMOS电路。图3.4.2(b)电路的负载管'T是耗尽型MOS管,故将这个电路称为耗尽型负载反相器,简称E/DMOS电路。
为了分析这两个电路的输出特性,需要找出负载管的伏安特性。
在图3.4.2(a)所示增强型负载反相器电路中,负载管'T始终工作在vcs=vD5的状态,只要将T漏极特性上所有vc5=vDs的各点连起来,就得到了T管的伏安特性,如图3.4.3所示。
在图3.4.2(b)所示耗尽型负载反相器电路中,由于负载管'T始终工作在v∞5=0的状态,所以漏极特性曲线中v=0的一条曲线就是T管的伏安特性曲线,如图3.4.3 所示。
当T突然截止时,反相器的输出电压:v随负载电容C的充电而升高,负载电流即T管的漏极电流。i。根据v0=VvDv05即可做出i随v。变化的曲v线,如图3.4.4所示。此即反相器的输出特性。
比较一下图3.4.4中的两条输出特性不难看出,耗尽型负载反相器在v上升的绝大部分区间里一直能向负载电容提供较大的充电电流,而增强型负载反相器所能提供的充电电流随v上升迅速减小。因此,耗尽型负载NMOS 反相器电路的开关速度比较快,这也正是高速 NMOS 电路中多半采用E/DMOS工艺的原因所在
综合 N 沟道耗尽型负载、短沟道、硅栅自对准工艺等各项技术所生产的MOS电路不仅功耗-延迟积很小,而且有很高的集成度。这种集成电路又称为高性能 MOS电路(简称 HMOS电路)。
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