mosfet的輸出特性在原點附近呈線性對稱關(guān)系,因而它們常用作模擬開關(guān)。模擬開關(guān)廣泛地用于取樣-保持電路、斬波電路、模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路等。
所謂傳輸門(tg)就是一種傳輸模擬信號的 模擬開關(guān)。cmos傳輸門由一個p溝道和一個n溝道 增強型 mosfet并聯(lián)而成,如圖1(a)所示。圖1(b)是它的的邏輯符號。tp和tn是結(jié)構(gòu)對稱 的器件,它們的漏極和源極可以互換。設(shè)它們 的開啟電壓|vt|=2v,且輸入模擬信號的變化范 圍為-5v到+5v。為使襯底與漏源極之間的pn結(jié) 任何時刻都不致正偏,故tp的襯底接+5v電壓, 而tn的襯底接-5v電壓。兩管的柵極由互補的信 號電壓(+5v和-5v)來控制,分別用c和c表 示。
(a)電路
(b)邏輯符號
圖1 cmos傳輸門
傳輸門的工作情況如下:當(dāng)c端接低電壓-5v時,tn的柵壓即為-5v,vi?。?v到+5v范圍的任意值時,tn均不導(dǎo)通。同時,tp的柵壓為+5v,tp亦不導(dǎo)通??梢姡?dāng)c端接低電壓時,開關(guān)是斷開的。
為使開關(guān)接通,可將c端接高電壓+5v。此時tn的柵壓為+5v,vi在-5v到+3v的范圍內(nèi),tn導(dǎo)通。同時,tp的柵壓為-5v,vi在-3v到+5v的范圍內(nèi),tp將導(dǎo)通。
由上分析可知,當(dāng)vi<-3v時,僅有tn導(dǎo)通,而當(dāng)vi>+3v,僅有tp導(dǎo)通。當(dāng)vi在-3v到+3v的范圍內(nèi),tn和tp兩管均導(dǎo)通。進一步分析還可看到,一管導(dǎo)通的程度愈深,另一管的導(dǎo)通程度則相應(yīng)地減小。換句話說,當(dāng)一管的導(dǎo)通電阻減小,則另一管的導(dǎo)通電阻就增加。由于兩管系并聯(lián)運行,可近似地認為開關(guān)的導(dǎo)通電阻近似為一常數(shù),這是cmos傳輸門的優(yōu)點。
在正常工作時,模擬開關(guān)的導(dǎo)通電阻值約為數(shù)百歐,當(dāng)它與輸入阻抗為兆歐級的運放串接時,可以忽略不計。
cmos傳輸門除了作為傳輸模擬信號的開關(guān)之外,也可作為各種邏輯電路的基本單元電路。