CMOS传输门(CC4016)的功能及应用

    1.传输门基本原理

    所谓传输门(TG)就是一种传输模拟信号的模拟开关。CMOS传输门由一个P沟道和一个N沟道增强型MOS管并联而成,如图1是它的代表符号。TP和TN是结构对称的器件,它们漏极和源极是可互换的。设输入模拟信号的变化范围为 -5V到+5V。为使衬底与漏源极之间的PN结任何时刻都不致正偏,故TP的衬底接+5V电压,而TN的衬底接-5V电压。两管的栅极由互补的信号电压(+5V和-5V)来控制,分别用 表示。

(а)电路 (ь)代表符号
图1 CMOS传输门

    传输门的工作情况如下:当c端接低电平(-5V)时,TN的栅压为-5V,uI在-5V到+5V范围内的任意值,TN均不导通。同时,TP的栅压为+5V,uI在-5V到+5V范围内的任意值,TP亦均不导通。可见,当c端接低平时,开关是断开的。
    为使开关接通,可将c端接高电平(+5V)。此时TN的栅压为+5V,uI在-5V到+3V的范围内,TN导通。同时,TP的栅压为-5V,uI在-3V到+5V的范围内TP将导通。
    由上分析可知,当uI<-3V时,仅有TN导通,而当uI>+3V时,仅有TP导通。当uI在-3V到+3V的范围内,TN和TP两管均导通。进一步分析还可看到,一管导通的程度愈深,另一管的导通程度则相应地减小。换句话说,当一管导通电阻减少,则另一管的导通电阻就增加。由于两管系并联运行,可近似认为开关的导能电阻近似为一常数。这是CMOS传输门的优点。图2为CC4016的逻辑图和外引线排列图。

(a) 逻辑图 (b) 外引线排列图
图2四联双向开关CC4016

2.传输门的应用
    (1)门控振荡器
 如图3所示,当c为”1”时,TG导通电路振荡,VO输出矩形波;当c为”O”时,TG截止,电路停止振荡。
    (2)程控脉冲振荡器
    如果要获得不同频率矩形波可采用如图4所示的电路,只要对A、B、C加入不同的电平控制,即可获得不同频率的矩形波。

图3 门控振荡器 图4程控脉冲振荡器

(3)程控运算放大器
    传输门可以传输数字信号,也可以传输模拟信号,在运算放大器的反馈部分采用程控方式,可以改变放大器的电压放大倍数。如图5程控放大器

图5程控放大器

,    1.传输门基本原理

    所谓传输门(TG)就是一种传输模拟信号的模拟开关。CMOS传输门由一个P沟道和一个N沟道增强型MOS管并联而成,如图1是它的代表符号。TP和TN是结构对称的器件,它们漏极和源极是可互换的。设输入模拟信号的变化范围为 -5V到+5V。为使衬底与漏源极之间的PN结任何时刻都不致正偏,故TP的衬底接+5V电压,而TN的衬底接-5V电压。两管的栅极由互补的信号电压(+5V和-5V)来控制,分别用 表示。

(а)电路 (ь)代表符号
图1 CMOS传输门

    传输门的工作情况如下:当c端接低电平(-5V)时,TN的栅压为-5V,uI在-5V到+5V范围内的任意值,TN均不导通。同时,TP的栅压为+5V,uI在-5V到+5V范围内的任意值,TP亦均不导通。可见,当c端接低平时,开关是断开的。
    为使开关接通,可将c端接高电平(+5V)。此时TN的栅压为+5V,uI在-5V到+3V的范围内,TN导通。同时,TP的栅压为-5V,uI在-3V到+5V的范围内TP将导通。
    由上分析可知,当uI<-3V时,仅有TN导通,而当uI>+3V时,仅有TP导通。当uI在-3V到+3V的范围内,TN和TP两管均导通。进一步分析还可看到,一管导通的程度愈深,另一管的导通程度则相应地减小。换句话说,当一管导通电阻减少,则另一管的导通电阻就增加。由于两管系并联运行,可近似认为开关的导能电阻近似为一常数。这是CMOS传输门的优点。图2为CC4016的逻辑图和外引线排列图。

(a) 逻辑图 (b) 外引线排列图
图2四联双向开关CC4016

2.传输门的应用
    (1)门控振荡器
 如图3所示,当c为”1”时,TG导通电路振荡,VO输出矩形波;当c为”O”时,TG截止,电路停止振荡。
    (2)程控脉冲振荡器
    如果要获得不同频率矩形波可采用如图4所示的电路,只要对A、B、C加入不同的电平控制,即可获得不同频率的矩形波。

图3 门控振荡器 图4程控脉冲振荡器

(3)程控运算放大器
    传输门可以传输数字信号,也可以传输模拟信号,在运算放大器的反馈部分采用程控方式,可以改变放大器的电压放大倍数。如图5程控放大器

图5程控放大器
CMOS传输门(CC4016)的功能及应用

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