基于NMOS与PMOS晶体管构成的传输门讲解

传输门是由外部施加的逻辑电平控制的NMOS和PMOS晶体管组成的双向开关。

传输门

将PMOS和NMOS器件并联连接在一起我们可以创建一个基本的双边CMOS开关，通常称为“传输门”。注意，传输门与传统的CMOS逻辑门完全不同，因为传输门是对称的，或双边的，即输入和输出是可互换的。

这个双边操作显示在下面的传输门符号中，它显示了两个指向相反方向的叠加三角形，表示两个信号方向。

CMOS传输门

两个MOS晶体管与NMOS和PMOS的栅极之间使用的反相器并联连接，以提供两个互补的控制电压。当输入控制信号V C 为低电平时，NMOS和PMOS晶体管都截止，开关打开。当V C 为高电平时，两个器件都被偏置为导通，开关闭合。

因此当V C <时，传输门充当“闭合”开关/ sub> = 1，而当V C = 0作为电压控制开关工作时，门用作“开路”开关。指示PMOS FET栅极的符号气泡。

传输门布尔表达式

与传统逻辑门一样，我们可以使用真值来定义传输门的操作表和布尔表达式如下。

传输门真值表

从上面的真值表我们可以看出，B处的输出不仅依赖于输入A的逻辑电平，还依赖于存在的逻辑电平。控制输入。

因此，B的逻辑电平值被定义为A AND Control，它给出了传输门的布尔表达式：

B = A.Control

由于传输门的布尔表达式包含逻辑AND功能，因此可以使用标准的2输入AND门实现此操作，其中一个输入是数据输入，而另一个是控制输入，如图所示。

和门实现

关于传输门，单个NMOS或其他两个要考虑的问题单个PMOS本身可以用作CMOS开关，但两个晶体管并联的组合具有一些优点。FET沟道是电阻性的，因此两个晶体管的导通电阻有效地并联连接。

作为FET导通电阻是栅极 - 源极电压的函数，V GS ，当一个晶体管由于栅极驱动而变得较不导通时，另一个晶体管接管并变得更导通。因此，两个导通电阻（低至2或3Ω）的组合值与单个开关晶体管本身的情况相比或多或少保持不变。

传输门导通电阻

小结

连接P沟道FET（PMOS）和N沟道FET（NMOS），我们可以创建一个固态开关，使用逻辑电平电压进行数字控制，通常称为“传输”门“。

传输门，（TG）是双向开关，其中任何一个端子都可以是输入或输出。除输入和输出端子外，传输门还有一个称为控制的第三个连接，其中控制输入将门的开关状态确定为开路或闭路（NO / NC）开关。

此输入通常由数字逻辑信号驱动，该信号在地（0V）和设定的直流电压（通常为VDD）之间切换。当控制输入为低电平（控制= 0）时，开关打开，当控制输入为高电平（控制= 1）时，开关闭合。

传输门的作用类似于电压控制开关，作为开关，CMOS传输门可用于切换通过全范围电压（从0V到V DD ）的模拟和数字信号。

在单个栅极内将NMOS和PMOS晶体管组合在一起意味着NMOS晶体管将传输良好的逻辑“0”但是差的逻辑“1”，而PMOS晶体管传输良好的逻辑“1”但是逻辑“0”。因此，将NMOS晶体管与PMOS晶体管并联连接可提供单个双向开关，为单个输入逻辑电平控制的CMOS逻辑门提供高效的输出驱动能力。