CMOS門電路由PMOS場效應管和NMOS場效應管以對稱互補的形式組成，本文先介紹MOS管，然後再介紹由CMOS組成的門電路。
MOS英文全稱Metal Oxide Semiconductor，中文全稱是金屬-氧化物-半導體場效應晶體管，屬於一種電壓控制型器件，正如其名，由金屬(M)，氧化物(O)和半導體(S)構成，和三極管一樣，既可以用來放大電路，也可以當作開關使用，MOS管基本原理和製造流程，這裡不再詳細介紹，有興趣可以看看以前的文章。
MOS管可分為耗盡型和增強型，每種類型又分為P溝道和N溝道。
增強型MOS管，柵極與襯底之間不加電壓時，柵極下面沒有溝道存在，耗盡型，柵極與襯底之間不加電壓時，柵極下面已有溝道存在。
MOS管的圖形符號如下，一般用
增強型MOS管用於門電路分析。 MOS管圖形符號
增強型MOS管有P溝道和N溝道兩種，其結構原理基本類似，主要區別在於沉底和載流子不同，下面以N溝道增強型MOS管為例簡單介紹下，其結構如下所示:
增強型NMOS管的結構
增強型NMOS管是以P型摻雜硅片為襯底，然後製作兩個N型摻雜的區域，再製作一層電介質絕緣層，在兩個N型摻雜的區域用金屬導線連出，分別稱為
源極(source)和漏極(drain)，在兩極中間的絕緣層上製作金屬導電層，然後用導向連出稱為柵極(gate)，襯底一般也用導線連出和源極連接在一起。增強型MOS管需要在柵極加合適的電壓才能工作，下面說明其工作原理：
增強型NMOS管工作原理
電源E1通過R1加到場效應管D, S極，電源E2通過開關S加到G, S極。
當開關S斷開時，柵極無電壓，由於襯底是P型，多數載流子是空穴；源，漏極是N型摻雜，多數載流子是電子，熟悉PN節的讀者可以很快看出來，源極和漏極之間有兩個背靠背的PN節，即使源，漏極加上電壓，總有一個PN節處於反偏狀態，源漏極之間沒有導電溝道，所以電流為0；
當開關S閉合，場效應管柵極獲得正電壓，上面會帶有正電荷，它產生的電場穿過電介質，將P襯底中的電子吸引過來並聚集，從而在兩個都是N型摻雜的源漏極之間出現導電溝道，由於此時漏源之間加上的是正向電壓，於是就會有電流從漏極流入，再經過導電溝道從S極流出，一般把形成溝道時的柵源極電壓稱為開啟電壓，用Vt表示，也即是圖中E2電壓。
如果改變E2電壓大小，柵極下面的電場大小隨之變化，吸引過來的電子數量也會發生變化，兩個N區之間溝道寬度就會隨之變化，通過的漏源極的電流大小就會發生變化。E2電壓越高，溝道就會越寬，電流就會越大。
增強型MOS管的特點如下：
G, S極之間未加電壓時，D, S極之間沒有溝道，電流為0；
G, S極之間加上開啟電壓後，D, S極之間有溝道形成，D, S極之間有電流
為分析方便，可以認為當NMOS管，G極為高電平時導通，為低電平時截止；對於PMOS則相反，G極為低電平時導通，高電平時截止。
上面介紹了PMOS和NMOS基本概念，接下來介紹CMOS構成的邏輯門電路。
首先是CMOS非門電路，也叫反相器，結構圖如下：
CMOS非門電路
VT1是PMOS管，VT2是NMOS管，電源輸入端A分別與MOS管的G極連接，電路的輸出端分別與MOS管的D極相連，PMOS的S極接電源VDD，NMOS管的S極接地。
CMOS反相器的工作原理如下：
當A端為高電平時，VT1 PMOS管截止，VT2 NMOS管導通，Y端輸出為低電平，也即A=1，Y=0；
當A端為低電平時，VT2 NMOS管截止，VT1 PMOS管導通，Y端輸出為高電平，也即A=0，Y=1。
綜上所述，CMOS非門的輸出端與輸出端之間電平總是相反，實際上，不管輸入端為高電平還是低電平，VT1和VT2始終有一個處於截止狀態，電源與地之間基本無電流通過，因此CMOS非門電路的功耗很低。
非門真值表
然後介紹與非門，其電路結構圖如下：VT1，VT2為PMOS管，VT3，VT4為NMOS管。
CMOS與非門
CMOS與非門工作原理如下：
當A，B端均為高電平時，VT1 PMOS，VT2 PMOS截止，VT3 NMOS，VT4 NMOS導通，Y端為低電平，即A=1，B=1時，Y=0；
當A，B端均為低電平時，VT1 PMOS，VT2 PMOS導通，VT3 NMOS，VT4 NMOS截止，Y端為高電平，即A=0，B=0時，Y=1;
當A端為低電平，B端為高電平時，A端低電平使VT2 PMOS導通，VT3 NMOS截止，B端高電平使VT1 PMOS截止，VT4 NMOS導通，所以Y端輸出高電平，即A=0，B=1時，Y=1;
同理，當A端為高電平，B端為低電平時，輸出端Y=1。
從上面分析可知，當輸入端均為高電平時，輸出端為0，只要有一個輸入端為低電平，輸出端就為1，滿足或非的邏輯。
與非門真值表
最後是CMOS或非門，其電路結構圖如下：其中VT1，VT2為PMOS，VT3，VT4是NMOS。
CMOS或非門
CMOS或非門電路工作原理如下：
當A，B端均為高電平時，VT1 PMOS，VT2 PMOS截止，VT3 NMOS，VT4 NMOS導通，Y端為低電平，也即A=1，B=1時，Y=0；
當A，B端均為低電平時，VT1 PMOS，VT2 PMOS導通，VT3 NMOS，VT4 NMOS截止，Y端為高電平，也即A=0，B=0時，Y=1；
當A端為低電平，B端為高電平時，A端低電平使VT1導通，VT3截止，B端高電平使VT2截止，VT4導通，由於VT2截止，VT4導通，Y端輸出低電平，也即A=0，B=1時，Y=0；
同理：A端為高電平，B端為低電平時，輸出端Y為0。
綜上所述，當A，B均為低電平時，輸出端才是1，滿足與非門邏輯。
或非門真值表
CMOS門電路靜態功耗低，抗干擾能力強，開關速度高，工作穩定可靠，適用於邏輯電路設計，應用非常廣泛。
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