所谓传输门（TG）就是一种传输模拟信号的模拟开关。CMOS传输门由一个P沟道和一个N沟道增强型MOSFET并联而成，如上图所示。TP和TN是结构对称的器件，它们的漏极和源极是可互换的。设它们的开启电压|VT|=2V且输入模拟信号的变化范围为-5V到+5V 。为使衬底与漏源极之间的PN结任何时刻都不致正偏 ，故TP的衬底接+5V电压，而TN的衬底接-5V电压 。两管的栅极由互补的信号电压（+5V和-5V）来控制，分别用Ｃ和
表示。
传输门的工作情况如下：当C端接低电压-5V时TN的栅压即为-5V，vI取-5V到+5V范围内的任意值时，TN均不导通。同时,TP的栅压为+5V
，TP亦不导通。可见，当C端接低电压时，开关是断开的。
为使开关接通，可将C端接高电压+5V。此时TN的栅压为+5V ，vI在-5V到+3V的范围内，TN导通。同时TP的棚压为-5V ，vI在-3V到+5V的范围内TP将导通。
由上分析可知，当vI＜-3V时，仅有TN导通，而当vI＞+3V时，仅有TP导通当vI在-3V到+3V的范围内，TN和TP两管均导通。进一步分析
还可看到，一管导通的程度愈深，另一管的导通程度则相应地减小。换句话说，当一管的导通电阻减小，则另一管的导通电阻就增加。由于两管系并联运行，可近似地认为开关的导通电阻近似为一常数。这是CMOS传输出门的优点。 在正常工作时，模拟开关的导通电阻值约为数百欧，当它与输入阻抗为兆欧级的运放串接时，可以忽略不计。
CMOS传输门除了作为传输模拟信号的开关之外，也可作为各种逻辑电路的基本单元电路。
第六节 NMOS逻辑门电路
NMOS逻辑门电路是全部由Ｎ沟道MOSFET构成。由于这种器件具有较小的几何尺寸，适合于制造大规模集成电路。此外，由于NMOS集成电路的结构简单，易于使用CAD技术进行设计。与CMOS电路类似,NMOS电路中不使用难于制造的电阻 。NMOS反相器是整个NMO逻辑门电路的基本构件，它的工作管常用增强型器件，而负载管可以是增强型也可以是耗尽型。现以增强型器件作为负载管的NMOS反相器为例来说明它的工作原理。
上图是表示NMOS反相器的原理电路，其中T1为工作管，T2为负载管，二者均属增强型器件。若T1和T2在同一工艺过程中制成，它们必将具有相同的开启电压VT。从图中可见，负载管T2的栅极与漏极同接电源VDD，因而T2总是工作在它的恒流区,处于导通状态。当输入vI为
高电压（超过管子的开启电压VT）时，T1导通，输出vO；为低电压。输出低电压的值，由T1，T2两管导通时所呈现的电阻值之比决定。通常T1的跨导gm1远大于T2管的跨导gm2，以保证输出低电压值在+1V左右
。当输入电压vI为低电压（低于管子的开启电压VT）时，T1截止，输出vO为高电压。由于T2管总是处于导通状态，因此输出高电压值约为（VDD—VT）。通常gm1在100～200而gm2约为5～15
之间,
。T1导通时的等效电阻Rds1约为3～10kΩ，而T2的Rds2约在100～200kΩ
之间
。负载管导通电阻是随工作电流而变化的非线性电阻。
在NMOS反相器的基础上，可以制成NMOS门电路。下图即为NMOS或非门电路。只要输入A，B中任一个为高电平，与它对应的MOSFET导通时，输出为低电平；仅当A、B全为低电平时，所有工作管都截止时，输出才为高电平。可见电路具有或非功能，即
或非门的工作管都是并联的，增加管子的个数，输出低电平基本稳定，在整体电路设计中较为方便，因而NMOS门电路是以或非门为基础的。这种门电路不像TTL或CMOS电路作成小规模的单个芯片 ，主要用于大规模集成电路。
以上讨论和分析了各种逻辑门电路的结构、工作原理和性能，为便于比较，现用它们的主要技术参数传输延迟时间Tpd和功耗PD综合描述各种逻辑门电路的性能，如图所示。
第七节 正负逻辑问题
1.正负逻辑的规定
在逻辑电路中，输入和输出一般都用电平来表示。若用H和L分别表示高、低电平，则门电路的功能可用下表所示的电平表来描述。
但是，这个门体现了什么逻辑关系尚不清楚，因为还未确切说明电平与逻辑状态之间的隶属关系。这种关系可由人们任意地加以规定
。如令H=l，L=0，则称之为正逻辑体制，于是很容易由上表导出下表 。
显然，后者表示—正逻辑与非门的真值表。与此相反，若令H=0，L=1，则称之为负逻辑体制。据此 ，由本例可得出负逻辑或非门的真值表，如下表所示。
对于同一电路，可以采用正逻辑，也可以采用负逻辑。正逻辑和负逻辑两种体制不牵涉到逻辑电路本身的结构问题，但根据所选正负逻辑的不同，即使同一电路也具有不同的逻辑功能。本书如无特殊说明，一律采用正逻辑，即规定高电平为逻辑1，低电平为逻辑0。 2.正负逻辑的等效变换
一般用正逻辑函数描述电路，在过渡到负逻辑时，只需按下列方式互换各种运算：
第八节 逻辑门电路使用中的几个实际问题
以上讨论了几种逻辑门电路特别是重点地讨论了 TTL和CMOS两种电路。在具体的应用中可以根据要求来选用何种器件。器件的主要技术参数有传输延迟时间、功耗、噪声容限，带负载能力等，据此可以正确地选用一种器件或两种器件混用。下面对几个实际问题，如不同门电路之间的接口技术，门电路与负载之间的匹配等进行讨论。 一、各种门电路之间的接口问题
在数字电路或系统的设计中，往往由于工作速度或者功耗指标的要求，需要采用多种逻辑器件混合使用 ，例如，TTL和CMOS两种器件都要使用。由前面几节的讨论已知，每种器件的电压和电流参数各不相同，因而需要采用接口电路，一般需要考虑下面三个条件： 1.驱动器件必须能对负载器件提供灌电流最大值。 2.驱动器件必须对负载器件提供足够大的拉电流。
3.驱动器件的输出电压必须处在负载器件所要求的输入电压范围 ，包括高。低电压值。
其中条件１和２，属于门电路的扇出数问题，已在第四节作过详细的分析。条件３属于电压兼容性的问题。其余如噪声容限、输入和输出电容以及开关速度等参数在某些设计中也必须予以考虑。
下面分别就CMOS门驱动TTL 门或者相反的两种情况的接口问题进行分析。 1.CMOS门驱动TTL门
在这种情况下，只要两者的电压参数兼容，不需另加接口电路，仅按电流大小计算出扇出数即可。
下图表示CMOS门驱动TTL门的简单电路 。当CMOS门的输出为高电平时，它为TTL负载提供拉电流，反之则提供灌电流。
例2.9.1——74HC00与非门电路用来驱动一个基本的TTL反相器和六个74LS门电路。试验算此时的CMOS门电路是否过载？ 解：
（1）查相关手册得接口参数如下：一个基本的TTL门电路，IIL＝1.6mA，六个74LS门的输入电流IIL＝6×0.4mA＝2.4mA。总的输入电流IIL(total)＝1.6mA＋2.4mA＝4mA。 （2）因74HC00门电路的IOL＝IIL＝4mA，所驱动的TTL门电路未过载。 2. TTL门驱动CMOS门
此时TTL为驱动器件，CMOS为负载器件。由手册可知，当TTL输入为低电平时 ，它的输出电压参数与CMOS HC的输入电压参数是不兼容的。例如，LSTTL的VOH(min)为2.7V，而HC CMOS的VIH(min)为3.5V。为了克服这一矛盾，常采用如上图所示的接口措施。由图可知，用上拉电阻Rp接到VDD可将TTL的输出高电平电压升到约5V，上拉电阻的值取决于负载器件的数目以及TTL和CMOS的电流参数。
当TTL驱动CMO——HCT时，由于电压参数兼容 ，不需另加接口电路。基于这一情况，在数字电路设计中 ，也常用CMOS——HCT当作接口器件，以免除上拉电阻。 二、门电路带负载时的接口电路 1.用门电路直接驱动显示器件
在数字电路中，往往需要用发光二极管来显示信息的传输，如简单的逻辑器件的状态，七段数码显示，图形符号显示等。在每种情况下均需接口电路将数字信息转换为模拟信息显示。
下图(a)表示CMOS反相器74HC04驱动一发光二极管LED，电路中串接了一限流电阻R以保护LED。限流电阻的大小可分别按下面两种情况来计算。当图中门电路的输入为低电平
时，输出为高电平，于是