7150-05-10當輸人為高電平vI=%D時,根據電路圖可知v GsN=%D,而vscP=0。圖3.1.10(a)所示為此時的圖解分析。在工作管TN的輸出特性曲線vcsN=%D上,疊加一條負載線,它是負載管TP在圖3.1.9(b)中tsGP=0時的曲線。由于%cP(%(%N=|hp|=‰),負載曲線幾乎是一條與橫軸重合的水平線。兩條曲線的交點即工作點。顯然,這時TP管工作在截止區,TN管工作在可變電阻

區,輸出電壓%L=%L≈0(典型值<10 mV),而通過兩管的電流接近于零。這就是說,電路的功耗很小(微瓦數量級)。

當輸入為低電平v【=0,即v csN=0,而vsGP=yDD時,其圖解分析如圖3.1.10(b)所示。工作管TN在vGsN=0的情況下,其輸出特性是一條幾乎與橫軸重合的曲線。負載曲線是負載管TP在圖3.1.9中vsGP=yDD時的曲線。

由圖可知,工作點在v。=y。n≈yDD,此時TP管工作在可變電阻區,TN管工作在截止區,通過兩管的電流接近零值。可見上述兩種極限情況下的功耗都很低。由此可知,基本CMOS反相器近似于一個理想的邏輯單元,其輸出電壓接近于零或+7DD,而功耗幾乎為零。

電壓傳輸特性和電流傳輸特性,CMOs反相器的電壓傳輸特性是指其輸出電壓v。隨輸入電壓o1變化所得到的曲線,如圖3.1.11(a)所示。電流傳輸特性是指漏極電流jD隨輸入電壓v】變化的曲線,如圖3.1.11(b)所示,圖中yDD=5Ⅴ,‰N=|%P|=%=1v。根據TN和TP兩管工作情況的不同,可將傳輸特性曲線分為五段。在傳輸特性曲線的AB或EF段,根據前述CMOs反相器工作原理的兩種極限情況分析可知,不論輸出為高電平或低電平,總有一只MOS管工作在截止區,因此,流過兩管的電流接近零值。