Почему мы используем CMOS для инвертирования схемы, когда PMOS уже достигает этого?

Вывод в PMOS выглядит следующим образом:

I/P    O/P  
 0      1  
 1      0

Почему я не могу просто использовать это вместо использования CMOS для инвертирования логики?
(Пожалуйста, объясните простыми словами, так как я новичок в этой теме и предмете)

FWIW, то, что описывает OP, является характеристикой не транзисторов PMOS, а каскадов с общим истоком / общим эмиттером.

Ответы (2)

Одним словом: Эффективность .

Вы можете использовать транзистор PMOS для управления логическим выходом высоким уровнем (например, VDD), когда вход низкий (например, GND). Однако вы не можете использовать один и тот же PMOS-транзистор для управления логическим выходом низким уровнем, когда на входе высокий уровень .

Когда вы подаете на вход инвертора PMOS высокий уровень, он выключается , оставляя выход с высоким импедансом, который не является низким логическим уровнем .

Ваша фактическая таблица истинности:

I/P    O/P

 0      1
 1      Z

Вы можете преодолеть эту неспособность управлять низким уровнем, используя резистор, чтобы снизить выходной сигнал, когда транзистор выключен. Однако, чтобы иметь возможность сильно управлять низким уровнем, вам нужен резистор с низким значением .

введите описание изображения здесь

Этот резистор всегда подключен к выходу, а это означает, что когда вы включаете PMOS на высокий уровень, большой ток будет течь от PMOS через резистор на землю. Это использует много энергии . Если у вас есть миллиарды коммутаторов, вы можете видеть, что энергопотребление будет очень высоким .

Лучший подход — заменить этот резистор транзистором NMOS. Это называется КМОП. Используя устройство NMOS , вы можете думать об этом как о возможности отключить резистор , когда на выходе установлен высокий уровень (PMOS включен).

Используя NMOS, вы также можете получить сильный логический низкий уровень , потому что при включении NMOS фактически является коротким.

Таким образом, КМОП с использованием дополнительных транзисторов имеет очень низкое рассеивание статической мощности - когда на выходе поддерживается высокий или низкий уровень, мощность почти не потребляется.

CMOS, хотя и сложнее в изготовлении, потребляет очень мало энергии , когда не переключается, в то время как PMOS потребляет больше энергии, даже когда он не переключается.

Отсюда схема ниже для простого инвертора:

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Когда IN = 0, то NMOS (M2) — это (почти) разомкнутая цепь, а PMOS (M1) — (почти) короткое замыкание. При IN = 1 наоборот: NMOS — короткое замыкание, а PMOS — разомкнутая цепь. Это либо Vdd (5V), либо земля на выходе, которая «сильно» управляется.

В результате у вас меньше рассеиваемая мощность.

На самом деле CMOS может быть проще сделать, учитывая тот факт, что резисторы IC физически намного больше, чем MOSFET.
Почему мы используем CMOS для инвертирования схемы, когда PMOS уже достигает этого?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v