傳輸門基本原理

所謂傳輸門（TG）就是一種傳輸模擬信號(hào)的模擬開關(guān)。CMOS傳輸門由一個(gè)P溝道和一個(gè)N溝道增強(qiáng)型MOS管并聯(lián)而成，如圖1是它的代表符號(hào)。TP和TN是結(jié)構(gòu)對(duì)稱的器件，它們漏極和源極是可互換的。設(shè)輸入模擬信號(hào)的變化范圍為 -5V到+5V。為使襯底與漏源極之間的PN結(jié)任何時(shí)刻都不致正偏，故TP的襯底接+5V電壓，而TN的襯底接－5V電壓。兩管的柵極由互補(bǔ)的信號(hào)電壓（+5V和－５Ｖ）來控制，分別用 表示。

（а）電路（ь）代表符號(hào)

圖1 CMOS傳輸門

傳輸門的工作情況如下：當(dāng)c端接低電平（－５Ｖ）時(shí)，ＴＮ的柵壓為－５Ｖ，uI在－５Ｖ到＋５Ｖ范圍內(nèi)的任意值，ＴＮ均不導(dǎo)通。同時(shí)，ＴＰ的柵壓為＋５Ｖ，uI在－５Ｖ到＋５Ｖ范圍內(nèi)的任意值，ＴＰ亦均不導(dǎo)通?？梢姡?dāng)c端接低平時(shí)，開關(guān)是斷開的。

為使開關(guān)接通，可將c端接高電平（＋５Ｖ）。此時(shí)ＴＮ的柵壓為＋５Ｖ，uI在－５Ｖ到＋３Ｖ的范圍內(nèi)，ＴＮ導(dǎo)通。同時(shí)，ＴＰ的柵壓為－５Ｖ，uI在－３Ｖ到＋５Ｖ的范圍內(nèi)ＴＰ將導(dǎo)通。

由上分析可知，當(dāng)uI＜－３Ｖ時(shí)，僅有ＴＮ導(dǎo)通，而當(dāng)uI＞＋３Ｖ時(shí)，僅有ＴＰ導(dǎo)通。當(dāng)uI在－３Ｖ到＋３Ｖ的范圍內(nèi)，ＴＮ和ＴＰ兩管均導(dǎo)通。進(jìn)一步分析還可看到，一管導(dǎo)通的程度愈深，另一管的導(dǎo)通程度則相應(yīng)地減小。換句話說，當(dāng)一管導(dǎo)通電阻減少，則另一管的導(dǎo)通電阻就增加。由于兩管系并聯(lián)運(yùn)行，可近似認(rèn)為開關(guān)的導(dǎo)能電阻近似為一常數(shù)。這是ＣＭＯＳ傳輸門的優(yōu)點(diǎn)。

cmos傳輸門芯片CC4016

圖2為CC4016的邏輯圖和外引線排列圖。

（a） 邏輯圖（b） 外引線排列圖

圖2四聯(lián)雙向開關(guān)CC4016

傳輸門的應(yīng)用

（１）門控振蕩器

如圖3所示，當(dāng)c為“１”時(shí)，ＴＧ導(dǎo)通電路振蕩，ＶＯ輸出矩形波；當(dāng)c為“Ｏ”時(shí)，ＴＧ截止，電路停止振蕩。

圖3門控振蕩器

（２）程控脈沖振蕩器

如果要獲得不同頻率矩形波可采用如圖4所示的電路，只要對(duì)Ａ、Ｂ、Ｃ加入不同的電平控制，即可獲得不同頻率的矩形波。

圖4程控脈沖振蕩器

（３）程控運(yùn)算放大器

傳輸門可以傳輸數(shù)字信號(hào)，也可以傳輸模擬信號(hào)，在運(yùn)算放大器的反饋部分采用程控方式，可以改變放大器的電壓放大倍數(shù)。如圖5程控放大器

圖5程控放大器