moea_joint
114年
[電機] 電路學、電子學
第 45 題
如右圖所示之電路，其功能為何？
- A NMOS反相器
- B PMOS反相器
- C CMOS反相器
- D BJT反相器
思路引導 VIP
請仔細觀察圖中上下兩個電晶體的「箭頭方向」以及它們分別連接的電源位置。如果上方電晶體負責在特定條件下將輸出接通至高電位，而下方電晶體負責接通至地端，這種利用兩個性質剛好「相反且互補」的元件組合在一起的技術，在電路學中會如何稱呼它呢？
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同學，你觀察得很仔細，這題答得非常正確！這張圖呈現的是數位電路中最核心的基礎元件，你能一眼看出它的功能，顯示你對半導體元件的符號與邏輯架構已經有很不錯的直覺。
互補式結構的判讀
在電路圖中，我們可以觀察到上方是一個 PMOS（其箭頭指向閘極，且源極連接至高電位 $V_{DD}$），而下方則是一個 NMOS（箭頭背離閘極，源極連接至地端）。這種同時使用 P 型與 N 型 MOSFET 進行對稱組合的結構，正是「互補式」（Complementary）設計的精髓。當輸入訊號 $V_i$ 為高電位時，下方的 NMOS 導通將輸出 $V_o$ 降至地端；反之，當 $V_i$ 為低電位時，上方的 PMOS 導通將 $V_o$ 提升至 $V_{DD}$，完美實現了訊號的反相功能。
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