7150-05-10当输人为高电平vI=%D时,根据电路图可知v GsN=%D,而vscP=0。图3.1.10(a)所示为此时的图解分析。在工作管TN的输出特性曲线vcsN=%D上,叠加一条负载线,它是负载管TP在图3.1.9(b)中tsGP=0时的曲线。由于%cP(%(%N=|hp|=‰),负载曲线几乎是一条与横轴重合的水平线。两条曲线的交点即工作点。显然,这时TP管工作在截止区,TN管工作在可变电阻

区,输出电压%L=%L≈0(典型值<10 mV),而通过两管的电流接近于零。这就是说,电路的功耗很小(微瓦数量级)。

当输入为低电平v【=0,即v csN=0,而vsGP=yDD时,其图解分析如图3.1.10(b)所示。工作管TN在vGsN=0的情况下,其输出特性是一条几乎与横轴重合的曲线。负载曲线是负载管TP在图3.1.9中vsGP=yDD时的曲线。

由图可知,工作点在v。=y。n≈yDD,此时TP管工作在可变电阻区,TN管工作在截止区,通过两管的电流接近零值。可见上述两种极限情况下的功耗都很低。由此可知,基本CMOS反相器近似于一个理想的逻辑单元,其输出电压接近于零或+7DD,而功耗几乎为零。

电压传输特性和电流传输特性,CMOs反相器的电压传输特性是指其输出电压v。随输入电压o1变化所得到的曲线,如图3.1.11(a)所示。电流传输特性是指漏极电流jD随输入电压v】变化的曲线,如图3.1.11(b)所示,图中yDD=5Ⅴ,‰N=|%P|=%=1v。根据TN和TP两管工作情况的不同,可将传输特性曲线分为五段。在传输特性曲线的AB或EF段,根据前述CMOs反相器工作原理的两种极限情况分析可知,不论输出为高电平或低电平,总有一只MOS管工作在截止区,因此,流过两管的电流接近零值。