CMOS传输门的工作原理及其应用

前言：本文旨在全面解析CMOS传输门的工作原理及其应用，提供相关知识的详细介绍，以供读者参考。

传输门（TG）是一种用于传输模拟信号的开关，通常由一个P沟道和一个N沟道增强型MOSFET并联组成。其中，左边为输入端，右边为输出端，上边为控制信号C'输入端，下边为控制信号C输入端。

当C'=0且C=1时，传输门导通，输出端信号与输入端信号相同。

假设开启电压|VT|=2V，输入模拟信号范围为-5V到+5V。具体工作情况如下：当C端接低电压-5V时，N沟道MOSFET（TN）的栅极电压为-5V，无论输入信号vI在-5V到+5V之间的任何值，TN均不导通。同时，P沟道MOSFET（TP）的栅极电压为+5V，TP也不导通。因此，当C端接低电压时，开关处于断开状态。

为了使开关导通，可以将C端接高电压+5V。此时，TN的栅极电压为+5V，当vI在-5V到+3V范围内时，TN导通。同时，TP的栅极电压为-5V，当vI在-3V到+5V范围内时，TP导通。综合分析，当vI小于-3V时，仅有TN导通；当vI大于+3V时，仅有TP导通；当vI在-3V到+3V范围内时，TN和TP均导通。此外，一管导通程度越深，另一管的导通程度则相应减少。

简而言之，当一管的导通电阻减小时，另一管的导通电阻增加。由于两管并联运行，可以近似认为开关的导通电阻为常数。这是CMOS传输门的一个显著优点。在正常工作状态下，模拟开关的导通电阻约为数百欧姆，当与输入阻抗为兆欧级别的运算放大器串联时，可以忽略不计。