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数电研讨——用CMOS传输门和CMOS非门设计边沿D触发器.docx
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2022-07-14
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用 CMOS 传输门和 CMOS 与非门设计 D 触发器
目录
摘要................................................................2
关键字..............................................................2
正文................................................................2
1 电路结构图及其原理..............................................3
1.1 传输门 ..............................................................3
1.2 与非门 .............................................................3
1.3 D 触发器电路 ........................................................4
2 电路工作原理仿真................................................5
3 特征方程、特征表、激励表与状态图................................5
3.1 特征方程 ............................................................5
3.2 特征表 .............................................................5
3.3 激励表 .............................................................6
3.4 状态图 .............................................................6
4 激励信号 D 的保持时间和时钟 CP的最大频率.........................6
5 设计的 D 触发器转换成 JK触发器和 T 触发器.........................8
5.1 D触发器转换为 JK触发器 .............................................8
5.2 D触发器转换为 T 触发器 ..............................................9
6 基于 CMOS的 D 触发器芯片与基于 TTL的 D 触发器芯片外特性比较分析 ... 9
7 总结与感想.....................................................11
......................................................11
......................................................11
7.1 总结
7.2 感想
参考文献............................................................1
1

用 CMOS 传输门和 CMOS 与非门设计 D 触发器
用 CMOS 传输门和 CMOS 非门设计边沿 D 触发器
摘要:本文主要研究了用 CMOS 传输门和 CMOS 非门设计边沿 D 触发器。首先分析 CMOS
传输门和 CMOS 与非门原理;然后设计出 CMOS 传输门和 CMOS 非门设计边沿 D 触发器;
阐述电路工作原理;写出特征方程,画出特征表,激励表与状态图;计算出激励信号 D 的
保持时间和时钟 CP 的最大频率;将设计的 D 触发器转换成 JK 触发器和 T 触发器,最后对
CMOS 构成的 D 触发器进行辨证分析。
关键词: CMOS 传输门;CMOS 非门;边沿 D 触发器;最大频率; 辨证思想
Use CMOS transmission door and CMOS gate design edge D flip-flop
Abstract:
This paper mainly studied how to use CMOS transmission door and CMOS gate
design edge D flip-flop. Firstly analyzes CMOS transmission door and CMOS nand gate principle;
Then design a CMOS transmission door and CMOS gate design edge D flip-flop; This circuit
principle of work, Write characteristic equation, draw the feature list, incentive table and state
diagram; To calculate the excitation signal D retention time and clock CP's maximum frequency;
The design of the D flip-flop into JK flip-flop and T trigger, the CMOS a D flip-flop syndrome
differentiation and analysis
Key words:
CMOS transmission door; CMOS gate edge ;D flip-flop; maximum frequency ;
dialectic thought
2

用 CMOS 传输门和 CMOS 与非门设计 D 触发器
1. 结构图以及功能
1.1 CMOS 传输门
图 1 传输门的结构图
原理: 所谓传输门(TG)就是一种传输模拟信号的模拟开关。CMOS 传输门由一个 P 沟
道和一个 N 沟道增强型 MOS 管并联而成,如上图所示。设它们的开启电压|VT|=2V 且输入模
拟信号的变化范围为 0V 到+5V。为使衬底与漏源极之间的 PN 结任何时刻都不致正偏,故 T2
的衬底接+5V 电压,而 T1 的衬底接地。
传输门的工作情况如下:当 C 端接低电压 0V 时 T1 的栅压即为 0V,vI 取 0V 到+5V 范围
内的任意值时,TN 均不导通。同时,TP 的栅压为+5V,TP 亦不导通。可见,当 C 端接低电压
时,开关是断开的。为使开关接通,可将 C 端接高电压+5V。此时 T1 的栅压为+5V,vI 在 0V
到+3V 的范围内,TN 导通。同时 T2 的棚压为-5V,vI 在 2V 到+5V 的范围内 T2 将导通。
由上分析可知,当 vI<+3V 时,仅有 T1 导通,而当 vI>+3V 时,仅有 T2 导通当 vI 在 2V 到
+3V 的范围内,T1 和 T2 两管均导通。进一步分析还可看到,一管导通的程度愈深,另一管
的导通程度则相应地减小。换句话说,当一管的导通电阻减小,则另一管的导通电阻就增加。
由于两管系并联运行,可近似地认为开关的导通电阻近似为一常数。这是 CMOS 传输出门的
优点。
1.2 CMOS 与非门
图 2 与非门的结构图
3
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