一种互补共源共栅反相器电路的制作方法

本发明涉及反相器电路，尤其涉及一种互补共源共栅反相器电路。

背景技术：

1、共源共栅结构反相器，本身是一种级联三极管结构，多用于模拟放大电路中，现有常用的包括如下两种：

2、如图1所示，电阻型mos管反相器电路，由于该电路采用了神经mos管，其开启电压可以通过门极输入栅电压进行调节，当输入信号加权和大于神经mos管开启电压时，反相器输出为低电平，当输入信号加权和小于神经mos管开启电压时，输出为高电平，电阻型mos反相器虽然具有阈值可调特性，但是它包含被动元件，功耗较大；

3、如图2所示，另外一种互补型mos管反相器的基本电路中反相器的阈值电压，互补型mos管反相器本质上是采用电压模式的加权和实现，所以没有直流电流，功耗很低，但是当输入电压低于阈值电压时，反相器输出会产生较大的阈值损失，甚至会导致逻辑错误。

4、为此，我们提出一种互补共源共栅反相器电路。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种互补共源共栅反相器电路，以解决现有技术中的技术问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、一种互补共源共栅反相器电路，包括输入端vin、控制端vc、输出端vout、所述输入端vin分别与nmos管、pmos管的栅极电性连接，所述控制端vc为多个门极输入栅的等效电压，所述nmos管的衬底接地，所述pmos的衬底接电源电压。

4、作为本发明的优选技术方案，所述nmos管的衬底接电源电压，所述pmos的衬底接地。

5、作为本发明的优选技术方案，基本参数vth、vih、vil，当输入电压和输出电压相等时，此时两个晶体管都应该处于饱和状态，vtn表示神经nmos管以浮栅作为输入端时的开启电压，vtp表示pmos管开启电压，故根据kcl方程可得：vth＝kn*kp/2*[c*vin+c*vc)/(c1+c2)－vtn]2，其中，kn为神经nmos管的跨导系数，kp为pmos管的跨导系数。

6、作为本发明的优选技术方案，当vin＝vil时，曲线斜率等于-1，在这种情况下，nmos晶体管工作在饱和区，pmos晶体管工作在线性区，vout＝vds＝0，根据kcl方程可得：

7、vil＝[vtp-vdd+qkr(vtn－qvc)]/(1+q2)。

8、作为本发明的优选技术方案，当vin＝vih时，曲线斜率也等于－1，nmos管工作在线性区，pmos管工作在饱和区，vout＝vds＝vdd，根据kcl方程可得：

9、vih＝[(1+kr+qkr)vdd+vtp+kr(qvc+vtn)]/(1+q1kr)。

10、本发明提供了一种互补共源共栅反相器电路，具备以下有益效果：

11、1、发明所设计的反相器用一个常规mos管替代了互补型mos管反相器中的一个神经mos管，因此不但可降低功耗②而且可减少阈值损失，实验和分析进一步证明了所设计的电路结构简单、阈值可控、功耗低等特点，将此新型神经mos管反相器应用于多值逻辑电路中，将会有力的推动多值逻辑电路的实用化进程；

12、2、本发明中pmos管衬底接地而nmos管的衬底接电源电压，这样不但实现反相器漏源结反偏，而且两个器件的vsb均为零，避免了衬底偏置效应。

技术特征：

1.一种互补共源共栅反相器电路，其特征在于，包括输入端vin、控制端vc、输出端vout、所述输入端vin分别与nmos管、pmos管的栅极电性连接，所述控制端vc为多个门极输入栅的等效电压，所述nmos管的衬底接地，所述pmos的衬底接电源电压。

2.根据权利要求1所述的一种互补共源共栅反相器电路，其特征在于，所述nmos管的衬底接电源电压，所述pmos的衬底接地。

3.根据权利要求1所述的一种互补共源共栅反相器电路，其特征在于，基本参数vth、vih、vil，当输入电压和输出电压相等时，此时两个晶体管都应该处于饱和状态，vtn表示神经nmos管以浮栅作为输入端时的开启电压，vtp表示pmos管开启电压，故根据kcl方程，

4.根据权利要求1所述的一种互补共源共栅反相器电路，其特征在于，当vin＝vil时，曲线斜率等于-1，在这种情况下，nmos晶体管工作在饱和区，pmos晶体管工作在线性区，vout＝vds＝0，根据kcl方程可得：

5.根据权利要求1所述的一种互补共源共栅反相器电路，其特征在于，当vin＝vih时，曲线斜率也等于－1，nmos管工作在线性区，pmos管工作在饱和区，vout＝vds＝vdd，根据kcl方程可得：

技术总结
本发明公开了一种互补共源共栅反相器电路，包括输入端Vin、控制端Vc、输出端Vout、所述输入端Vin分别与NMOS管、PMOS管的栅极电性连接，所述控制端Vc为多个门极输入栅的等效电压，所述NMOS管的衬底接地，所述PMOS的衬底接电源电压。本发明所设计的反相器用一个常规MOS管替代了互补型MOS管反相器中的一个神经MOS管，因此不但可降低功耗，而且可减少阈值损失，实验和分析进一步证明了所设计的电路结构简单、阈值可控、功耗低等特点，将此新型神经MOS管反相器应用于多值逻辑电路中，将会有力的推动多值逻辑电路的实用化进程。

技术研发人员：胡伟波,石方敏
受保护的技术使用者：江苏谷泰微电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/9