教案MOS构成基本逻辑门电路.docx

教学设计MOS组成基本逻辑门电路 教学设计MOS组成基本逻辑门电路 教学设计MOS组成基本逻辑门电路 第 五 讲 M O S 构 成 基 本 逻 辑 门 电 路 1.分立元件 MOS 逻辑门电路工作原理； 本讲重点 2.CMOS 逻辑非门电路工作原理。 1.MOS 管的开关特点； 本讲难点 2.CMOS 反相器工作原理及电路的电压、电流静态和动向特点。 授课手段 本讲宜教师讲解，安排练习与学生互动，用多媒体演示为主、板书为辅。 授课步骤 授课内容 设计妄图 表达方式 1．回顾 为了与前 上一讲由 次课内容 分立全器 连结，需 件二极管 要进行简 组成逻辑 单地复习 与门和或 上一讲内容回顾： 与回顾。 门电路， ? 二极管与门及或门 此后，引 二极管与门 由NPN三 二极管或门 入新授课 ? NPN 型三极管反相器电路（非门）及工作原理 极管组成 ? 二极管和三极管组成与非门及或非门 内容，如 非门，以 此办理教 及二极管 学收效会 和三极管 更好。 组成与非 为了节约 及或非门 课时采用 为本次课 做准备。 2．提出 问题，导 入 MOS 组成逻辑 门电路问 题 的 讨 论。 3．对上 述问题的 逐 一 讲 解 、 解 答。 3.1 复习 MOS 管 结构及工 作原理 3.2 讲解 MOS 分  1）既然用分立元件三极管可以组成非门，那么用 MOS 管可否也可以 组成非门，怎样组成，是怎样工作的； 2）既然用分立元件二极管和三极管组成与非门及或非门，用分立元件 二极管和 MOS 管可否可以组成与非门及或非门； 3）只用 MOS 管可否可以组成逻辑门电路，若是可以其工作原理怎样 解析，电路特点是什么样的？ MOS 管的工作原理及开关特点 一 . N 沟道增强性 MOS 管的结构和工作原理 ① N 沟道增强性 MOS 管的结构 ②工作原理 ③输出特点 . P 沟道增强性 MOS 管的结构和工作原理 MOS 分立元件组成非门（反相器） V DD 电压关系表 真值表 RD ui uou I /V uO/V A Y u o ui → A Y 0 1 Y A 0 VDD VDD 0 1 0 分立元件二极管和 MOS 管组成与非及或非门 CMOS 集成逻辑门电路 一． CMOS 反相器工作原理  课件 PPT 演示方式 组 织 教 学。 用问题激 发学生听 课 的 兴 趣。 此 处 解 释： N沟道 增 强 性 MOS 管的 开 关 特 性。 为了节约 课时采用 课件 PPT 演示方式 组 织 教 学。 此 处 解 释：P沟道 增 强 性 立元 件 构 当 NMOS 管和 PMOS 管成对出现在电路中，且二者在工作中互 成逻 辑 非 补，称为 CMOS 管。 基本电路组成与工作原理 门工作原 电压传输特点和电流传输特点 理 AB 段： uI <U th(N) ， TN 截止、 T P导通， uO =VDD 、 i D 0，功 耗极小。 3.3 讲解 BC 段： uI>Uth(N) ， T N 开始导通， uO 略下降。 MOS 分 CD 段： uI =0.5V ， T 、 T 均导通， u ↓→i D ↑=i D(max) 。 DD N P O DE 、 EF 段： 与 BC 、 AB 段对应，且 TN 、TP 的状态与 立元件构 之相反， T N 截止→导通； T P 导通→截止。 成逻辑与 ? 输入端噪声容限 非及或非 在保证电路输出高或低电平为规定值的条件下，前一个门的输出 作为后一个门的输入，其电平的赞同颠簸的最大范围称为输入端噪声 门工作原 容限。 理 ? CMOS 反相器的静态输入输出特点 3.4 讲解 ①输入特点 CMOS 集 由于 MOS 管的栅极和衬底之间存在着以 SiO2 为介质的输入电 成逻辑门 容，而绝缘介质特别薄，极易被击穿，所以应采用保护措施。 电路 以 74HC 输入端保护电路输入特点为例介绍 在正常的输入信号范围内，即 –0.7V< vI<( VDD +0.7)V ，输入电流 iI 3.4.1 讲解 ≈0。 CMOS 反 在 –0.7V~( V DD +0.7)V 以外的地域，保护电路中的二极管已进入导 相器电路 组成及工 通状态。 作原理 二极管导通时也限制了电容两端电压的增加，这特别利于提高工 3.4.2 讲解 作速度。 CMOS 反 注意：由于门电路输入端的的输入阻抗极高，若有静电感觉会在 相器电路 各种特点 悬空的输入端产生不定的电位，故 CMOS 门电路的输入端不一样意悬 讲 空。 解 CMOS ②输出特点 反相器电 输出低电平 VOL 时 路电压传  MOS 管的 开 关 特 性。 此 处 说 明：采用 模拟电子 中的负载 线方法讲 解，使