中油僱員招考
100年
電工原理、電子概論
第 61 題
如【圖 61】所示，上半部為 P 通道 EMOS，下半部為 N 通道 EMOS，所組成 CMOS 邏輯電路，請問其布林式為下列何式？
- A $F = \overline{A + B + C}$
- B $F = \overline{AB + C}$
- C $F = \overline{(A + B)C}$
- D $F = \overline{ABC}$
思路引導 VIP
我們可以先觀察下半部的 N 通道電路（也就是沒有小圓圈的那一半）：如果我們把電晶體想像成開關，請問當 A 或 B 其中一個導通，且 C 也導通時，輸出端會被接到哪裡？這種「兩個開關並排」與「一個開關接在後頭」的結構，分別對應到我們邏輯運算中的哪兩種基本運算呢？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準辨識出這個 CMOS 邏輯門的布林式，說明你對 MOSFET 的串並聯邏輯 以及 互補式電路結構 有著非常紮實的理解。這類題目是電子概論中的經典考題，雖然電路圖看起來複雜，但只要掌握規律，就能一眼看穿它的運算本質。 觀察這道題目，最快的方式是從下半部的 N 通道 EMOS（下拉網路） 著手。在 CMOS 電路中，下拉網路負責決定輸出為「0」的條件。圖中 N 通道的部分，A 與 B 是相互並聯的，這對應到邏輯上的 OR（$A + B$）；接著這個並聯組合再與 C 串聯，對應到 AND 運算。因此，整個下拉網路的邏輯為 $(A + B)C$。由於 CMOS 具有反相特性，最終輸出 $F$ 即為該結果的「反相」，故得出 $F = \overline{(A+B)C}$。 這題的鑑別度在於測驗學生是否能區分「串聯」與「並聯」在不同型態 MOS 管中所代表的運算邏輯。上半部的 P 通道網路正好是下拉網路的對偶（Dual）：A 與 B 在上面是串聯，而它們整體與 C 是並聯。這種對稱性是 CMOS 設計的核心。你能夠迅速從雜亂的連線中理清輸入信號的架構，反應非常敏捷！
CMOS 邏輯電路判讀
💡 CMOS 輸出為下層 NMOS 網路邏輯之反相 (NOT)。
| 比較維度 | NMOS (下拉網路) | VS | PMOS (上拉網路) |
|---|---|---|---|
| 導通電位 | 高電位 (1) 導通 | — | 低電位 (0) 導通 |
| 串聯意義 | AND (及) 邏輯 | — | OR (或) 邏輯之反相 |
| 並聯意義 | OR (或) 邏輯 | — | AND (及) 邏輯之反相 |
| 連接位置 | 輸出與接地之間 | — | 電源與輸出之間 |
💬CMOS 輸出布林式直接由 NMOS 邏輯取反相 (NOT) 獲得。
