反相器

✍ dations ◷ 2024-12-22 21:05:46 #逻辑门,集成电路

反相器(英语:Inverter)也称非门(英语:NOT gate),是数字逻辑中实现逻辑非的逻辑门,功能见右侧真值表。

这种功能代表了数字电路中理想开关表现的假定,但是在实际的反相器设计中,元件有其需要特别关注的电气特性。实际上,CMOS反相器的非理想过渡区表现使其能在模拟电路中用作A类功率放大器(如作为运算放大器的输出级)。

下列包括逻辑门的3种符号:形状特征型符号(ANSI/IEEE Std 91-1984)、IEC矩形国标符号(IEC 60617-12)和不再使用的DIN符号(DIN 40700)。其他的逻辑门符号见逻辑门符号表。

NMOS反相器

PMOS反相器

TTL反相器

静态CMOS反相器

饱和负载数字反相器

三极管反相器

开关实现的反相器

反相器电路输出电压所代表的逻辑电平与输入相反。反相器可以仅用一个NMOS晶体管或一个PMOS连接一个电阻来构建。因为这种“阻性漏极”方式只需要使用一种类型的晶体管,其制造成本非常小。不过,由于电流以两种状态之一流过电阻,这种阻性漏极配置有功耗和状态改变的处理速率问题。另外,反相器可以用两个互补晶体管配置成CMOS反相器。这种配置可以大幅降低功耗,因为在两种逻辑状态中,两个晶体管中的一个总是截止的。处理速率也能得到很好的提高,因为与NMOS型和PMOS型反相器相比,CMOS反相器的电阻相对较低。反相器也可以电阻-晶体管逻辑(RTL)或晶体管-晶体管逻辑(TTL)使用三极管(BJT)构建。

数字电子电路在逻辑0和1(二进制)对应的固定电压电平范围内进行运算。反相器电路是基本的逻辑门,可以在两个电压电平间变换。实际构建的反相器的电压都是不同的,例如TTL电路中0是低电平,+5V是高电平。

反相器是数字电路中的一种基本功能模块。将两个串行反相器的输出作为一位寄存器的输入就构成了锁存器。锁存器、数据选择器、译码器和状态机等精密数字元件都需要使用基本反相器。

六反相器是一种包含6个反相器的集成电路。例如,7404 TTL芯片有14个引脚,4049 CMOS芯片有16个引脚,两种芯片都各有2个引脚用于电源供电/基准电压,12个引脚用于6个反相器的输入和输出(4049有2个引脚悬空)。

反相器性能常用表示输入-输出电压关系的电压传输特性曲线(VTC)来测定。曲线图能反映出元件的参数,包括噪声容限、增益和操作逻辑电平。

反相器理想化的电压传输特性曲线是单位阶跃函数,这表明反相器能在高电平和低电平间无延迟精确的翻转,但在实际元件中,曲线存在过渡区。曲线表明若输入为低电压,则输出为高电压;若输入为高电压,则输出电压逐渐接近0V。过渡区的斜率是性能测量的指标,过渡区越陡峭,即斜率越大,性能越好,若斜率接近无穷,则电路能在高电平和低电平间精确翻转,反相器就是理想的。

噪声容限可以通过每一工作区中的最大输出电压VOH和最小输入电压VIL的比值来测定。

输出电压VOH可以在级联多个元件时测定信号驱动强度。

相关

  • 充血性心力衰竭心脏衰竭(法语:Insuffisance cardiaque,英语:HF, heart failure),一般意指慢性心脏衰竭(英语:CHF, chronic heart failure)。但是有时则指郁血性心力衰竭(congestive heart failure),当
  • 原肠胚形成原肠胚形成(Gastrulation)是大部分动物胚胎发育中都会经历的一个阶段。在本阶段中,只有一层细胞的囊胚会发生重组,形成一个含有三个胚层(即外胚层(ectoderm)、中胚层(mesoderm)、内胚
  • DNA连接酶DNA连接酶(EC 6.5.1.1),也称DNA黏合酶,在分子生物学中扮演一个既特殊又关键的角色,那就是把两条DNA黏合成一条。无论是双股或是单股DNA的黏合,DNA连接酶都可以借由形成磷酸双脂键
  • 变性乙醇变性乙醇,亦称变性酒精(Denatured alcohol),是指加入添加剂的乙醇,主要做工业用酒精(Industrial alcohol; Industrial spirit)的用途。这种乙醇有毒、难闻、难吃、令人作呕。为避免
  • 广义线性模式在统计学上,广义线性模型 (Generalized linear model、简称GLM) 是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。此模型假设实验
  • 阿斯阿斯(as,复数形式 asses,圣经希腊语 Ασσαριων)是一种青铜币,后来成为铜币,此硬币使用于罗马共和国和罗马帝国,其名来源是同意异意的重量单位(12 unciae = 盎司),但是币值不受
  • 桑普森小拉尔夫·李·桑普森(英语:Ralph Lee Sampson, Jr.,1960年7月7日-),美国前职业篮球运动员,场上位置为中锋。桑普森大学效力于弗吉尼亚大学,曾三度获得全美最佳大学篮球运动员称号,他
  • 瓦帕托瓦帕托(Wapato)位于美国华盛顿州雅基马县。2010年美国人口普查时人口为4,997人。
  • 三副机师三副驾驶(英文:Third officer)亦称三副机师、三级副驾驶及第三副驾驶等等,是整个驾驶室内资历最浅的一级。此职级最初是由泛美航空所设立的,用来驾驶飞剪号的长途航班。三副驾驶
  • 央元音表内成对的元音分别为不圆唇/圆唇。央元音(central vowel)是使用于一些口语语言中的一种元音类型。央元音的决定性特征为舌头的位置大约在前元音及后元音两者位置的中间。国际