原標(biāo)題：大佬帶你分析CMOS，CMOS傳輸門的秘密

CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）技術(shù)是現(xiàn)代電子設(shè)備中不可或缺的一部分，而CMOS傳輸門（CMOS Transmission Gate，TG）作為CMOS電路中的一種重要組件，具有獨(dú)特的雙向傳輸特性和高度的靈活性。以下是對(duì)CMOS傳輸門秘密的深入分析：

一、CMOS傳輸門的基本結(jié)構(gòu)

CMOS傳輸門由一個(gè)PMOS（P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體）和一個(gè)NMOS（N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體）管并聯(lián)而成。這兩個(gè)MOS管的柵極作為控制端，分別接入一對(duì)互為反相的控制信號(hào)C與C非。同時(shí)，兩個(gè)MOS管的源極直接相連作為輸入端子，漏極連接在一起作為輸出端子。由于MOS管的結(jié)構(gòu)對(duì)稱，源極和漏極可以互換，因此CMOS傳輸門具有雙向傳輸特性。

二、CMOS傳輸門的工作原理

1. 截止?fàn)顟B(tài)：當(dāng)C端接入低電平，C非端接入高電平時(shí)，兩個(gè)MOS管柵極與襯底之間的壓差為0V，沒有導(dǎo)電溝道產(chǎn)生。此時(shí)，NMOS管和PMOS管都處于截止?fàn)顟B(tài)，傳輸門的輸入與輸出端之間呈現(xiàn)高阻態(tài)，傳輸門截止。

2. 導(dǎo)通狀態(tài)：當(dāng)C端接入高電平，C非端接入低電平時(shí)，NMOS管的柵極與襯底之間的壓差高于開啟壓降，而PMOS管的柵極與襯底之間的壓差低于開啟壓降。因此，兩個(gè)MOS管都有導(dǎo)電溝道產(chǎn)生。在輸入電壓的一定范圍內(nèi)（如0~10V），總有一個(gè)MOS管會(huì)處于導(dǎo)通狀態(tài)，使得電路的輸入和輸出之間呈現(xiàn)低阻狀態(tài)，傳輸門相當(dāng)于導(dǎo)通。

三、CMOS傳輸門的特性

1. 雙向傳輸特性：由于CMOS傳輸門的輸入端與輸出端可以互換，因此它具有雙向傳輸特性。這使得CMOS傳輸門在電路中可以作為雙向開關(guān)使用，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的雙向傳輸。

2. 低導(dǎo)通電阻和高截止電阻：CMOS傳輸門在導(dǎo)通時(shí)具有很低的導(dǎo)通電阻（幾百歐姆），而在截止時(shí)具有很高的截止電阻（大于10^12歐姆）。這種特性使得CMOS傳輸門在數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，可以構(gòu)成許多邏輯電路，如D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、移位寄存器等。

3. 模擬信號(hào)傳輸能力：除了傳輸數(shù)字信號(hào)外，CMOS傳輸門還可以傳輸連續(xù)變化的模擬信號(hào)。這使得它在模擬電路和數(shù)字電路之間的接口中起到重要作用。

四、CMOS傳輸門的應(yīng)用

1. 模擬開關(guān)：CMOS傳輸門可以用作模擬開關(guān)，在取樣保持電路、斬波電路、模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換等電路中傳輸模擬信號(hào)。

2. 邏輯電路構(gòu)建：CMOS傳輸門可以與CMOS反相器、邏輯門等相結(jié)合，構(gòu)成各種邏輯電路，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理功能。

3. 多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：在多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，CMOS傳輸門可以作為可控的單刀多擲開關(guān)，選擇多路信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行傳輸。

綜上所述，CMOS傳輸門以其獨(dú)特的雙向傳輸特性和高度的靈活性，在現(xiàn)代電子設(shè)備中發(fā)揮著重要作用。無論是作為模擬開關(guān)還是邏輯電路構(gòu)建塊，CMOS傳輸門都展現(xiàn)出了其不可替代的價(jià)值。