非门(反相器)介绍
非门实现的是逻辑功能为 out = -in, 即将输入信号做一个反向,故也称为反相器。其门级示意图如下:
Verilog描述如下(“//”后面的语句为注释语句):
wire in; //wire 为线信号关键字
wire out;
assign out = ~in; //assign 为赋值语句,~表示反向;
相应的逻辑真值表如下:
相应的CMOS结构如下:由一个PMOS和NMOS组成,PMOS做上拉,与VDD相连;NMOS做下拉,与GND相连。
简单分析一下我们要实现的功能,无非就是当 in 为 0 (低电平)时,out输出为1(高电平),即out跟电源VDD相连;当 in 为 1(高电平)时,out输出为0(低电平),即out要跟GND(地)相连。故上面的非门CMOS电路的等效电路如下:当in 为0时开关k1闭合,k2打开,即out与VDD相连,输出为1;当in 为1时开关k1打开,k2闭合,即out与GND相连,输出为0。
故PMOS相当于一个开关,如下当G端为低电平时,D端与S端才连通;
故NMOS相当于一个开关,如下当G端为高电平时,D端与S端才连通;
拓展:现在常见的数字集成电路其底层的基本逻辑电路都是由CMOS结构构成。上拉逻辑部分由PMOS组成,下拉逻辑部分由NMOS组成。反相器就是一个最基本的CMOS逻辑电路,上拉部分只有一个PMOS,下拉部分只有一个NMOS。后面还会讲到其它逻辑门电路,到时候大家对CMOS逻辑的了解就更深入了。
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原文标题:非门(反相器)介绍
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