CMOS触发器的结构与作业原理
CMOS D触发器足主-从结构方式的一种边缘触发器,CMOS T型触发器、JK触发器、计数单元、移位单元和各种时序电路都由其组成,因而仪以CMOS D触发器为例进行阐明。
图1是用CMOS传输门和反相器构成的D触发器,反相器G1、G2和传输门TG1、TG2组成了主触发器,反相器G3、G4和传输门TG3、TG4组成了从触发器。TG1和TG3别离为主触发器和从触发器的输入操控门。反相器G5、G6对时钟输入信号CP进行反相及缓冲,其输出CP和CP′作为传输门的操控信号。依据CMOS传输门的作业原理和图中操控信号的极性标示可知,当传输门TG1、TG4导通时,TG2、TG3截止;反之,当TG1、TG4截止时,TG2、TG3导通。
当CP′=0,CP′=1时,TG1导通,TG2截止,D端输入信号送人主触发器中,使Q′=D,Q′=D,但这时主触发器没有构成反应衔接,不能自行坚持。Q′、Q′跟从D端的状况改动;一起,因为TG3截止,TG4导通,所以从触发器构成反应衔接,坚持原状况不变,并且它与主触发器的联络被TG3堵截。
当CP′的上升沿抵达(即CP′跳变为1,CP′下降为0)时,TG1截止,TG2导通,堵截了D信号的输入,因为G1的输入电容存储效应,G1输入端电压不会当即消失,所以Q′、Q′在TG1截止前的状况被保存下来;一起因为TG3导通、TG4截止,主触发器的状况经过TG3和G3送到了输出端,使Q=Q′=D(CP上升沿抵达时D的状况),而Q=Q′=D。
在CP′=1,CP′=0期间,Q=Q′=D,Q=Q′=D的状况一向不会改动,直到CP′下降沿抵达时(即CP′跳变为0,CP′跳变为1),TG2、TG3又截止,TG1、TG4又导通,主触发器又开端接纳D端新数据,从触发器坚持已转化后的状况。
可见,这种触发器的动作特色是输出端的状况转化发生在CP′的上升沿,并且触发器所坚持的状况只是取决于CP′上升沿抵达时的输入状况。正因为触发器输出端状况的转化发生在CP′的上升沿(即CP的上升沿),所以这是一个CP上升沿触发的边缘触发器,CP上升沿为有用触发沿,或称CP上升沿为有用沿(下降沿为无效沿)。若将四个传输门的操控信号CP′和CP′极性都换成相反的状况,则CP下降沿为有用沿,而上升沿为无效沿。下面以CP上升沿为有用触发沿进行剖析。
使用CMOS传输门的边缘触发器电路结构及作业原理
1、电路结构
2、作业原理
(1)CP=0, =1时:TG1导通,TG2截止,TG3截止,TG4导通
Q/随D改动:
TG3截止,则:
从触发器坚持
(2)CP:0→1,TG1截止,TG2导通,TG3导通,TG4截止
因为G1的电荷存储效应,G1输入端的电压不会马上消失,Q/在TG1堵截前的状况得到保存。
即CP上升沿抵达时D的状况
3、动作特色:
输出端状况的转化发生在CP上升沿,触发器所保存下来的状况仅取决于CP上升沿抵达时的输入状况。
输入信号为单端D,所以也叫D触发器
P199 ,带异步置位、复位端的 CMOS 边缘触发器。