一、数字集成电路简介

　数字集成电路是基于数字逻辑（即0、1逻辑）设计和运行的，用于处理数字信号的集成电路。
　　　　　
　　根据数字集成电路中包含的门电路或元、器件数量，可将数字集成电路分为小规模集成电路（SSI，Small Scale Integration）、中规模集成电路(MSI,Medium Scale Integration)、大规模集成电路（LSI,Large Scale Integration )、超大规模集成电路(VLSI，Very Large Scale Intergration)。

应用实例：
小规模集成电路：逻辑门、触发　器等
中规模集成电路：译码器、MUX、加法器、计数器
大规模集成电路：RAM、ROM、微处理器、DSP、ASIC等

　根据数字集成电路的基本逻辑门的类型可分为双极型晶体管集成电路（部分已被淘汰）和MOS场效应管集成电路。MOS场效应管集成电路又可分别NMOS、PMOS和COSM逻辑门。本文着重将MOS场效应管集成电路的基本方法。

二、什么是NMOS和PMOS？

（NMOS和PMOS场效应管作为开关使用的基本原理，详细可见课本《模拟电子技术基础》场效应管部分）；

NMOS导通时，栅极为高电平
PMOS导通时，栅极为低电平；

上面两条说明：①NMOS可作为高电平开关，逻辑值为1时高电平有效导通，逻辑值为0时低电平无效截止；②PMOS可作为低电平开关，逻辑值为0低电平有效导通，逻辑值为1时高电平无效截止。

　但由场效应管电特性可知，MOS器件开关具有非理想性。①仅当控制电压高于阈值电压时起作用；②导通时存在导通电阻Ron；③存在阈值电压损失导致，NMOS管传递“0”强“1”弱，PMOS管传递“1”强“0”弱。因此提出CMOS开关。

三、什么是CMOS？

CMOS即互补逻辑门，既能传递强“1”也能传递强“0”。因为高电平开关NMOS传递“0”强，低电平开关PMOS传递“1”强,所以CMOS自带非运算。

实例1：CMOS反相器

分析：
　　输入Ui为高电平（VDD/逻辑“1”）：高电平开管NMOS导通，低电平开关PMOS截止，输出Uo低阻连接到GND，输出低电平（0V/逻辑"0"）；
　　输出Ui为低电平（0V/逻辑"0"）：高电平开管NMOS截止，低电平开关PMOS导通，输出Uo低阻连接到VDD，输出高电平（VDD/逻辑“1”）；

四、CMOS复合逻辑电路的通用设计规则

1、将任意逻辑函数变换成反函数的形式：F= ̅G ;（因为输入高电平NMOS导通，输出为低电平，低电平同理，即CMOS自带非运算）
2、对逻辑函数G： NMOS网络：与运算对应串联，或运算对应并联； PMOS网络：与运算对应并联，或运算对应串联；
3、NMOS网络连接“地”与输出，PMOS网络连接电源和输出；
4、即可得F的CMOS电路。

实例2：

思路：先将逻辑函数化为“非”的形式，再按照上文的设计规则进行设计。
　　　逻辑函数F设计出的逻辑门如图所示。

（感谢阅读，文章到此结束，欢迎读者批评指正。）

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