沿触发d触发器.doc

沿触发的d触发器
沿触发的D触发器
为了提高触发器的可靠性，增强抗干扰能力，希望触发器的次态仅仅取决于CP信号下降沿(或上升沿)到达时刻输入信号的状态。而在此之前和之后输入状态的变化对触发器的次态没有影响。为实现这一设想，人们相继研制成了各种边沿触发器电路。目前已用于数字集成电路产品中的边沿触发器电路有利于CMOS传输门的边沿触发器、维持阻塞触发器、利用门电路传输延迟时间的边沿触发器以及利用二极管进行电平配置的边沿触发器等几种。
一、D触发器的组成器件
(1)反相器
1)CMOS反相器工作原理
CMOS反相器由一个P沟道增强型MOS管和一个N沟道增强型MOS管串联组成。通常P沟道管作为负载管，N沟道管作为输入管。
V,0V,0GSthPGSthN，，，，两个MOS管的开启电压， ，通常为了保证正常工作，
VVV,，DDGSthPGSthN，，，，要求。
VVIDD若输入为低电平(如0V)，则负载管导通，输入管截止，输出电压接近。
VvDD,若输入为高电平(如)，则输入管导通，负载管截止，输出电压接近0V。
Vdd
S
GTL
Dviv0
D
T0
G
S

2)CMOS反相器的主要特性

CMOS反相器的电压传输特性曲线可分为五个工作区。
vV,0DD工作区?:由于输入管截止，故，处于稳定关态。
vI工作区?:PMOS和NMOS均处于饱和状态，特性曲线急剧变化，值等于阈
Vth值电压。
vV,00工作区?:负载管截止，输入管处于非饱和状态，所以，处于稳定的开态。
v051234
Vdd
0viVgs(th)n

，只在工作区?时，由于负载管和输入管都处于饱和导通状态，会产生一个较大的电流。其他情况下，电流都极小。
:
静态功耗极低。在稳定时，CMOS反相器工作在工作区?和工作区?，总有一个MOS管处于截止状态，流过的电流为极小的漏电流。
抗干扰能力较强。，输入信号变化时，过渡变化陡峭，所以低电平噪声容限和高电平噪声容限近似相等，且随电源电压升高，抗干扰能力增强。
电源利用率高。VOH=VDD，同时由于阈值电压随VDD变化而变化，所以允许
VDD有较宽的变化范围，一般为+3,+18V。
输入阻抗高，带负载能力强。
Ids51234
0Vgs(th)nvi
Vdd+Vgs(th)p
反相器电流传输特性
3)反相器的逻辑电路设计图与版图
INOUT
VSSVDD
，，，，，P，NPPNNFOXFOXFOX
N阱
P衬底
COMS反相器剖面图
COMS反相器电路图
CMOS反相器电路
结果很容易就看出来反相器的工作原理，如果出入电压为高的话，输出就为0，如果输入电压为低电平的话，输出就为高电平。
(2)CMOS传输门
MOSFET的输出特性在原点附近呈线性对称关系，因而它们常用作模拟开关。模拟开关广泛地用于取样——保持电路、斩波电路、模数和数模