[其他]互補型金屬氧化物半導體(CMOS)倒相器鏈

有效

• 申請號: 86108068
• 申請日: 1986-12-05
• 公開（公告）號: CN1005372B
• 公開（公告）日: 1989-10-04
• 發明（設計）人: 曼弗里德·弗里茨·尤爾里克;阿諾德·尤蘭霍夫
• 申請（專利權）人: 德國ITT工業有限公司
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王以平

本發明的ＣＭＯＳ倒相器鏈由Ｎ、Ｐ型倒相器交錯串聯組成。Ｎ型倒相器是在兩個Ｐ、Ｎ型晶體之間使用－Ｎ型中間晶體管的ＣＭＯＳ倒相器，Ｐ型倒相器是在兩個Ｐ、Ｎ型晶體管之間使用－Ｐ型中間晶體管的ＣＭＯＳ倒相器。中間晶體管的柵極相互連接，并由時鐘信號（ｔ）控制，各倒相器的Ｐ、Ｎ型晶體管互連的柵極構成倒相器的輸入端。這類倒相器鏈可用作數字脈寬鑒別器、終位計數器、補償輸入中的信號下跌的電路，或實現環形振蕩器的同步性。

本發明所涉及的CMOS倒相鏈至少有兩個N或P型倒相器（從信號流的角度來說這些倒相器是交錯串聯排列的），并在直流電壓源（U）的電極間具有受控電流通路。其中，各N型倒相器由一個普通的CMOS倒相器構成，在該倒相器的N型和P型晶體管之間的受控電流通路中接入一N型中間晶體管;各P型倒相器由另一個普通的CMOS倒相器構成，在該倒相器的N型和P型晶體管之間的受控電流通路中接入一P型中間晶體管;N或P型倒相器的信號輸出端分別為P型晶體管和N型中間晶體管的連接點或N型晶體管和P型中間晶體管的連接點;N型或P型倒相器分別由時鐘信號控制;將輸入信號（s）加于該鏈的第一個倒相器（N或P型）。

在德國Offenlegungsschrift DE 2450882A1中描述了一種這樣的CMOS倒相器鏈（特別與其中的圖7有關），該鏈包括一個單一的N型倒相器和另一個單一的P型倒相器，該P型倒相器從信號流的角度來說是與N型倒相器串聯的。與此相關，各個信號輸入端是N或P型中間晶體管的柵極N和P型晶體管的柵極用已知的方式連接，在N型倒相器的情況下，將一時鐘信號饋入這兩個晶體管的柵極，而在P型倒相器的情況下，饋入的時鐘信號與上述信號反相。上述兩極CMOS倒相器鏈的作用是保證在P型倒相器的輸出端上將出現兩個額定二進制信號電平。根據前述德國Offenlegungsschrift中進一步披露的內容，N和P型中間晶體管僅相當于最簡單的邏輯門，這些邏輯門可接入一般類型的CMOS倒相器來代替這些中間晶體管。因此，在上面提到的裝置中，能夠設置幾個由信號流來看是串聯的CMOS邏輯門，并能夠使它們處于動態工作狀態（參考圖11）。

與上述技術截然不同，本發明從信號流的角度來說，目的不在于實現一個動態CMOS門電路的串聯裝置，而是為其目的提供一個具有新穎特性的CMOS倒相器鏈，因為在根據本發明改進前述裝置時，即，僅把一個單一的時鐘信號加在所有中間晶體管的相互連接的柵極上，以及同時用已知的方式將各個倒相器的N和P型晶體管的相互連接的柵極用作信號輸入端的，本發明的CMOS倒相器鏈既可以用作數字脈寬鑒別器，脈沖下跌補償電路，也能用作同步（CMOS）環形振蕩器電路中的可逆型終位計數器。

應注意到，在另一個德國Offenlegungsschrift DE 2327733A1中，尤其在它的圖2g中，描述了使用一個柵極上加有時鐘信號的中間晶體管的單一CMOS倒相器。然而，該倒相器構成可隨機取數的動態存儲器的串聯選擇電路部分，而且不是倒相器鏈的第一個倒相器。

現在，將參考附圖1至6更詳細地說明本發明及其優點，其中，

圖1為本發明CMOS倒相器鏈的基本電路圖;

圖2為圖1所示裝置工作時出現的不同脈沖形狀;

圖3為一個實施例的電路圖，該實施例用圖1中所示的那種CMOS倒相器鏈在時鐘信號的周期內產生環形振蕩器的r個脈沖;

圖4為圖3的脈沖圖形;

圖5為一個實施例的電路圖，該實施例用圖1所示的那種CMOS倒相器鏈使環形振蕩器同步;

圖6為與圖5所示實施例有關的脈沖圖。

現在參考圖1的電路圖，該圖表示出一個設想有2m個倒相器的倒相器鏈中的四個倒相器，即N型倒相器in1、in2和P型倒相器ip1、ipm。所有倒相器的共同點是各自的P型晶體管（P溝道晶體管）在其受控電流通路的一個端點與直流電壓源的正極相接，各自的N型晶體管（N溝道晶體管）在其受控電流通路的一個端點與電路的零點相接（接地）。在各個倒相器中，P型晶體管的柵極與N型晶體管的柵極相接，已知該柵極實際上就是信號輸入端，輸入信號S加在N型倒相器in1中互相連接起來的柵極上。