基于CMOS传输门结构的基本D触发器详解
经常利用CMOS传输门组成电平触发D触发器
CLK = 1时，与SR锁存器工作原理相同。
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第二节 电平触发的触发器
同步RS触发器的特性表
S
CLK
G3
CLK
G1
Q
R
G4
G2
Q
电路结构
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
S
0 0 0 0 1 1 1 1
R
Q
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
CLK
[例5.2.2] 若用 CMOS传输门组成 的电平触发D触发 器的CLK和输入端 D的电压波形如右 图中所给出，画出 Q和Q'端的电压波 形。假定触发器的 初始状态为Q=0
O
D
O
Q
t t
O Q O
t t
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9
在CMOS电路中，经常利用CMOS传输门组成电平 触发D触发器。
C
D
TG1
Q
C C C
CLK
C
TG2
Q
C
利用CMOS传输门组成的电平触发D触发器
因为在CLK的有效电平期间输出状态始终跟随输入状 态变化，输出与输入的状态相同，所以又将这个电 路称为“透明的D型锁存器”。
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第二节 电平触发的触发器
第二节 电平触发的触发器
第二节 电平触发的触发器
电路结构与工作原理
电平触发方式的动作特点
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1
第二节 电平触发的触发器
一、电路结构与工作原理
S
CLK
G3
G1
Q
CLK
CMOS边沿D触发器
《数字电子技术》课程研究性学习报告CMOS边沿D触发器目录1 设计任务及要求 (3)2 概述 (3)2.1 触发器简介 (3)2.2 触发器优点 (4)3 相关门电路 (4)3.1 CMOS传输门 (4)3.2 CMOS非门 (5)3.3 边沿D触发器 (6)3.3.1 简介 (6)3.3.2 工作原理 (7)4 CMOS D触发器 (7)4.1 分析 (7)4.2 仿真 (9)4.3 脉冲特性 (11)4.2.1 建立信号时间 (12)4.2.2 保持信号时间 (12)4.3.3 最高时钟频率 (13)5 异步置位和复位设计 (13)5.1 电路构成 (13)5.2 原理分析 (13)6 D触发器转换成JK触发器和T触发器 (14)6.1 D触发器转换成JK触发器 (14)6.2 D触发器转换成T触发器 (15)7 个人感想 (15)摘要：我们所学习的边沿D触发器是维持阻塞边沿D触发器，它用TTL管制成。
而本文突破常规，用CMOS传输门和非门来做边沿D触发器。
同时还分析了建立时间、保持时间、和延迟时间、最高频率的计算方法，建立了实现要求的逻辑图形并加以分析。
关键词：D触发器；边沿触发；CMOS传输门;CMOS非门；逻辑图中图分类号：文献标志码：AAbstract:the edge D trigger we study is maintaining block edge D flip-flop,use TTL controls into,and this practice breaks the convention:with the use of CMOS transmission gate and the gate to the edge D flip-flop.At the same time also analyzed the setup time, hold time, and delay time, the highest frequency Calculate method.,also establish a logical pattern to meet the requirements and analyze them.Key words: D trigger;edge trigger; CMOS transmission gate ;CMOS gate;logic diagram前言触发器，学名双稳态多谐振荡器（Bistable Multivibrator），是一种应用在数字电路上具有记忆功能的循序逻辑组件，可记录二进位制数字信号“1”和“0”。
D触发器工作原理
D触发器工作原理标题：D触发器工作原理引言概述：D触发器是数字电路中常用的触发器之一，它具有特定的工作原理，能够在时钟信号的作用下实现数据存储和传输。
本文将详细介绍D触发器的工作原理，帮助读者更好地理解数字电路中的基本组件。
一、D触发器的基本结构1.1 D触发器的输入端：D触发器有一个数据输入端D，用于接收输入数据。
1.2 时钟信号输入端：D触发器还有一个时钟信号输入端，用于控制数据传输的时机。
1.3 输出端：D触发器有一个输出端Q，用于输出存储的数据。
二、D触发器的工作原理2.1 数据传输阶段：当时钟信号为高电平时，D触发器将输入端的数据传输到输出端。
2.2 数据保持阶段：当时钟信号为低电平时，D触发器将保持输出端的数据不变。
2.3 稳态保持：D触发器在时钟信号的作用下可以实现数据的稳态保持，适用于数字电路中的存储器件。
三、D触发器的应用3.1 数据寄存器：D触发器常用于数据寄存器中，实现数据的存储和传输。
3.2 时序逻辑电路：D触发器在时序逻辑电路中扮演重要角色，用于控制数据的流动。
3.3 时序信号处理：D触发器可以用于时序信号的处理，实现数据同步和控制。
四、D触发器与其他触发器的比较4.1 与SR触发器比较：D触发器相比于SR触发器更简单、更稳定，适用于大规模集成电路。
4.2 与JK触发器比较：D触发器与JK触发器相比，更容易设计和实现，适用于数字系统中的时序控制。
4.3 与T触发器比较：D触发器与T触发器相比，更适用于数据存储和传输，具有更广泛的应用领域。
五、总结D触发器作为数字电路中的基本组件，具有独特的工作原理和广泛的应用。
通过本文的介绍，读者可以更好地理解D触发器的工作原理，为数字电路设计和应用提供参考。
希望本文能帮助读者深入了解D触发器，并在实际应用中发挥作用。
数电研讨——用CMOS传输门和CMOS非门设计边沿D触发器 精品
数字电子技术研究性学习报告用CMOS传输门和CMOS非门设计边沿D触发器第一章基本器件结构图以及功能1.1CMOS传输门图1原理：所谓传输门（TG）就是一种传输模拟信号的模拟开关。
CMOS传输门(如图1)由一个P沟道和一个N沟道增强型MOS管并联而成，如上图所示。
设它们的开启电压|VT|=2V且输入模拟信号的变化范围为0V到+5V。
为使衬底与漏源极之间的PN结任何时刻都不致正偏，故T2的衬底接+5V电压，而T1的衬底接地。
传输门的工作情况如下：当C端接低电压0V时T1的栅压即为0V，vI取0V 到+5V范围内的任意值时，TN均不导通。
同时,TP的栅压为+5V，TP亦不导通。
可见，当C端接低电压时，开关是断开的。
为使开关接通，可将C端接高电压+5V。
此时T1的栅压为+5V，vI在0V到+3V的范围内，TN导通。
同时T2的棚压为-5V，vI在2V到+5V的范围内T2将导通。
由上分析可知，当vI＜+3V时，仅有T1导通，而当vI＞+3V时，仅有T2导通当vI在2V到+3V的范围内，T1和T2两管均导通。
进一步分析还可看到，一管导通的程度愈深，另一管的导通程度则相应地减小。
换句话说，当一管的导通电阻减小，则另一管的导通电阻就增加。
由于两管系并联运行，可近似地认为开关的导通电阻近似为一常数。
这是CMOS传输出门的优点。
1.2 CMOS反相器1.2.1电压传输特性和电流传输特性CMOS反相器的电压传输特性曲线可分为五个工作区。
（如图2）图2工作区Ⅰ：由于输入管截止，故vO=VDD，处于稳定关态。
工作区Ⅲ：PMOS和NMOS均处于饱和状态，特性曲线急剧变化，vI值等于阈值电压Vth。
工作区Ⅴ：负载管截止，输入管处于非饱和状态，所以vO≈0V，处于稳定的开态。
CMOS反相器的电流传输特性曲线如图3，只在工作区Ⅲ时，由于负载管和输入管都处于饱和导通状态，会产生一个较大的电流。
其余情况下，电流都极小。
图31.2.2 CMOS反相器特点静态功耗极低。
基于CMOS传输门CMOS非门设计边沿D触发器的研究
基于CMOS传输门CMOS非门设计边沿D触发器的研究边沿D触发器是数字电路中常用的触发器之一，它具有存储数据的功能，并在时钟信号的边沿进行数据更新。
本文将重点研究基于CMOS传输门的CMOS非门设计边沿D触发器。
CMOS非门是由pMOS和nMOS组成的传输门，其中pMOS器件的导通能力受到低电平控制，nMOS器件的导通能力受到高电平控制。
边沿D触发器是由两个CMOS非门和一个双稳态电路组成的。
当时钟信号变化时，D触发器根据输入D的电平来决定输出Q的状态。
CMOS非门中的pMOS和nMOS器件的宽度、长度和阈值电压的选择对电路的性能和功耗有重要影响。
一般情况下，pMOS器件的宽度要比nMOS器件的宽度要大，以保证其导通能力可以满足要求。
同时，pMOS器件的阈值电压一般设置为负值，以确保在低电平下能够导通。
在设计边沿D触发器的过程中，需要考虑时钟信号的上升沿和下降沿对输出Q的影响。
在上升沿时，输入D的电平将传递到输出Q上；而在下降沿时，输入D的电平将不会传递到输出Q上。
这样可以实现在时钟沿更新数据的功能。
CMOS非门的输出电平受到两个输入端电平的控制。
为了实现边沿D触发器的功能，需要将输入D接到CMOS非门的输入端，而时钟信号接到CMOS非门的控制端。
通过控制端的时钟信号，可以控制CMOS非门的通断，进而控制D触发器的输出。
边沿D触发器的设计不仅要满足电路的功能要求，还需要考虑功耗和面积的优化。
为了减少功耗，可以选择合适的pMOS和nMOS器件的尺寸和阈值电压。
同时，可以采用布线技术对电路进行布局和布线，使得电路的面积最小化。
总结而言，基于CMOS传输门的CMOS非门设计边沿D触发器是一项重要的研究课题。
通过合理选择器件参数、电路结构和布线技术，可以设计出功耗低、面积小、性能稳定的边沿D触发器。
这将为数字电路的设计和应用提供重要的基础支持。
基于CMOS传输门和CMOS非门设计边沿D触发器实验报告..
数字电子技术研讨报告实验题目：基于CMOS传输门和CMOS非门设计边沿D触发器THE D FLIP-FLOP BASED ON THE CMOS TRANSMISSION DOORAND CMOS GATE学院：电子信息工程学院专业：学生姓名：学号：任课教师：侯建军2013 年12 月 3 日绪论一、概述------------------------------------------------------------31.触发器简介--------------------------------------------------32.D触发器-----------------------------------------------------43.CMOS边沿D触发器------------------------------------5二、设计目的及要求---------------------------------------------61.设计目的-----------------------------------------------------62.设计任务及要求--------------------------------------------6三、设计电路------------------------------------------------------61.电路结构设计-----------------------------------------------72.电路工作原理-----------------------------------------------83.特征方程、表、图-----------------------------------------84.脉冲设计-----------------------------------------------------95.异步置位、复位设计---------------------------------------11四、总结与感想---------------------------------------------------12 参考文献-------------------------------------------------------------13 致谢附录本文主要研究了用CMOS传输门和CMOS非门设计边沿D触发器。
CMOS触发器的结构与工作原理
CMOS触发器的结构与工作原理CMOS D 触发器足主-从结构形式的一种边沿触发器,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,因此仪以CMOSD 触发器为例进行说明。
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 分别为主触发器和从触发器的输入控制门。
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′作为传输门的控制信号。
根据CMOS 传输门的工作原理和图中控制信号的极性标注可知,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,但这时主触发器尚未形成反馈连接,不能自行保持。
Q′、Q′跟随D 端的状态变化;同时,由于TG3 截止,TG4 导通,所以从触发器形成反馈连接,维持原状态不变,而且它与主触发器的联系被TG3 切断。
当CP′的上升沿到达(即CP′跳变为1,CP′下降为0)时,TG1 截止,TG2 导通,切断了D 信号的输入,由于G1 的输入电容存储效应,G1 输入端电压不会立即消失,于是Q′、Q′在TG1 截止前的状态被保存下来;同时由于TG3 导通、TG4 截止,主触发器的状态通过TG3 和G3 送到了输出端,使Q=Q′=D(CP上升沿到达时D 的状态),而Q=Q′=D。
在CP′=1,CP′=0期间,Q=Q′=D,Q=Q′=D的状态一直不会改变,直到CP′下降沿到达时(即CP′跳变为0,CP′跳变为1),TG2、TG3 又截止,TG1、TG4 又导通,主触。
用CMOS传输门和CMOS非门设计边沿D触发器-北京交通大学
数字电子技术研究性课题数字电子技术研究性课题用CMOS传输门和CMOS非门设计边沿D触发器姓名：学号：学院：电子信息工程学院班级：********日期：2013/11/25摘要本文用CMOS传输门和非门设计边沿D触发器。
首先说明了电路原理，阐明电路的组成结构。
写出特征方程，画出特征表，激励表与状态图。
计算出激励信号D的保持时间和时钟CP的最大频率。
并将设计的D触发器转换成JK触发器和T触发器。
还研究了CMOS触发器在时钟边沿的工作特性及总结，分析了CMOS触发器的功耗情况，阐述了双边沿触发器的工作原理，最后阐述了自己的感想。
关键词：D触发器边沿触发 CMOS传输门 CMOS非门AbstractThis paper mainly discusses the edge D flip-flop using CMOS transmission gate and gate design. The edge D trigger in teaching material is maintaining block edge D flip-flop, use TTL controls into, and this practice is used in innovative ways: with the use of CMOS transmission gate and the gate to the edge D flip-flop. At the same time also analyzed the setup time, hold time, and delay time, the highest frequency analysis method. Also focused on CMOS trigger clock edge characteristics. And has carried on the summary. As well as the contrast between the chip, in practical application are presented. Suggestions.Keywords: D trigger; trigger edge; CMOS transmission gate; CMOS gate目录摘要.............................................................................................................. - 1 -Abstract.......................................................................................................... - 1 -绪论.............................................................................................................. - 3 -第1章电路组成结构及其原理 ........................................................................ - 4 -1.1 边沿D触发器 ......................................................................................................... - 4 -1.2 CMOS门电路 ............................................................................................................ - 4 -1.3 电路组成结构图 ..................................................................................................... - 5 -1.4 电路工作原理 ......................................................................................................... - 6 -第2章特征方程、特征表、激励表及状态图..................................................... - 7 -第3章激励信号D的保持时间和时钟CP的最大频率 ......................................... - 8 -3.1 平均传输延迟时间 ................................................................................................. - 8 -3.2 保持时间 ................................................................................................................. - 8 -3.3 时钟CP最大频率 ................................................................................................... - 9 -第4章复位、置位电路 ................................................................................ - 11 -第5章触发器逻辑功能的转换 ...................................................................... - 13 -5.1 D触发器转换成JK触发器 .................................................................................. - 13 -5.2 D触发器转换成T触发器 .................................................................................... - 14 -第6章 CMOS双边沿D触发器......................................................................... - 15 -6.1 CMOS集成电路功耗分析 ...................................................................................... - 15 -6.2 CMOS双边D沿触发器工作原理 .......................................................................... - 15 -第7章 D触发器常用芯片 ............................................................................ - 18 -7.1 74HC273芯片资料 .................................................................................................. - 18 -7.2 74LS273芯片资料 .................................................................................................. - 19 -7.3 芯片性能比较 ......................................................................................................... - 20 -感想与总结 .................................................................................................. - 22 -绪论触发器按触发方式的不同，可分为电平触发器、主从触发器和边沿触发器。
D触发器基本原理
D触发器基本原理常州工学院电子信息与电子工程学院电子科学与技术系韩益锋1.电路原理1.1.触发器电路简介触发器有很多种类，这里主要论述D触发器。
D触发器是CMOS数字集成电路单元中时序逻辑电路中的重要组成部分之一，学习D触发器具有十分重要的意义，可以帮助了解数字集成电路的单元。
D触发器属于时钟控制触发器，一般而言，时钟控制的触发器可以分成三大类：第一类时钟控制触发器要求时钟信号的脉冲宽度小于触发器的传输延迟，即，时钟信号先为高，接着必须在触发器的输出状态改变之前变为低。
第二类时钟控制触发器的特点是，时钟信号为高电平时触发器改变输出状态，通常称这种触发器为电平敏感触发器（锁存器Latch）。
第三类触发器的特点是边沿触发，时钟信号的上升/下降沿会使触发器改变输出状态（寄存器Register）。
1.2.窄脉冲宽度的时钟控制触发器以时钟控制的JK触发器为例，它由SR触发器（由与非门实现）和两个与非门构成。
JK触发器的输出与它的前一个状态有关。
基于与非门的SR触发器如图1所示。
图1 SR触发器SR触发器中，如果S为高电平，R为低电平，则R会强制Q为高电平，由于S和Q都为高电平，因此Q为低电平。
如果S和R都为低电平，则触发器的输出都为高电平，此时触发器的输出不再是互补关系，此状态禁止。
以SR触发器组成的时钟控制JK触发器如图2所示。
图2 JK触发器JK触发器的输出与它的前一个状态有关。
当时钟信号保持为低电平时，SR触发器的输入和输出保持不变（Q和Q），当时钟嬉闹保持为高电平且J=K=1时，SR触发器的输入和输出在逻辑0和逻辑1之间振荡。
如果时钟信号的脉冲宽度很短，则当J=K=0时，触发器输出不变；当J=0，K=1时，时钟信号过后，输出为0；当J=1，K=0时，输出为1；当J=K=1，输出为前一个状态的“反”。
如果把JK触发器的输入设为J=K=1，或者去掉J输入和K输入，把三输入与非门换成两输入与非门，就构成了T触发器。
CMOS D触发器的版图(分析)
钟控或非门，节省一根金属连线。
CMOS D触发器的版图 分析
CMOS D触发器 (1) 无置位和复位端的D触发器
电路图中，用钟控反相器代替反相器和传输门（TG2）串联。
特点：1）版图为4行结构， 中间两行构成反相器，多晶从 第2行延伸到第3行就形成反相 器（多晶共用）。 2）第1行和第4行构成传输门， 虽然被第2、3行分隔开，但这 两行MOS管不需要多晶共用， 只用金属进行源漏连接，即使 这些金属连线跨过中间两行有 源区，也不会形成寄生MOS 管。
3）CP多晶放在Vdd线下，CPb多晶沿Vss水平布线，在中央 部位，这两条多晶都从有源区的空隙分别延伸到Vdd和Vss线 附近，与传输门器件的栅级连接。 4）主触发器采用钟控反相器，节省一根金属连线。
(2) 带置位端的D触发器
特点：器件仍分为4层，CP和CPb也 位于上下两边，并且在CP多晶的上 方增加一条水平的多晶作为复位
D触发器工作原理
D触发器工作原理D触发器是一种在数字电路中常用的存储元件，用于存储和传输二进制信号。
它是由几个逻辑门电路组成的，可以实现特定的功能。
本文将详细介绍D触发器的工作原理。
一、D触发器的定义和基本结构D触发器是一种存储器件，可以存储和传输一个二进制位的信号。
它有两个输入端和两个输出端。
其中一个输入端称为数据输入端（D），另一个输入端称为时钟输入端（CLK）。
输出端包括一个输出端（Q）和一个补码输出端（Q'）。
D触发器的基本结构通常由逻辑门电路构成，最常见的是由两个与门、一个非门和一个或者门组成。
其中，两个与门的输出分别与或者门的两个输入相连，非门的输入与或者门输出相连，非门的输出与D触发器的输出端Q'相连。
D触发器的时钟输入端CLK与逻辑门电路的某个输入端相连，数据输入端D与其他输入端相连。
二、D触发器的工作原理D触发器的工作原理是基于时钟信号的边沿触发。
当时钟信号为上升沿或者下降沿时，数据输入端D的信号将被传输到输出端Q。
1. 上升沿触发当时钟信号的上升沿到来时，D触发器的工作如下：- 如果D触发器的时钟输入端CLK为高电平，数据输入端D的信号将被传输到输出端Q。
- 如果D触发器的时钟输入端CLK为低电平，数据输入端D的信号将不会被传输到输出端Q。
2. 下降沿触发当时钟信号的下降沿到来时，D触发器的工作如下：- 如果D触发器的时钟输入端CLK为低电平，数据输入端D的信号将被传输到输出端Q。
- 如果D触发器的时钟输入端CLK为高电平，数据输入端D的信号将不会被传输到输出端Q。
三、D触发器的应用D触发器在数字电路中有广泛的应用，常见的应用包括：1. 数据存储和传输：D触发器可以用来存储和传输二进制信号，常用于寄存器和存储器等电路中。
2. 时序控制：D触发器可以用来实现时序控制功能，例如计数器、时钟分频器等。
3. 状态存储：D触发器可以用来存储系统的状态信息，例如状态机等。
四、总结D触发器是一种常用的数字电路元件，用于存储和传输二进制信号。
（Multisim数电仿真）D触发器及应用
实验3.9 D 触发器及应用一、实验目的：1．了解边沿D 触发器的逻辑功能和特点。
2．掌握D 触发器的异步置0和异步置1端的作用。
3．了解用D 触发器组成智力抢答器的工作原理。
二、实验准备：和JK 触发器一样，D 触发器也属主、从触发器，为了实现异步置位、复位功能，D 触发器也设置了异步置位D S 和异步复位D R 端。
和JK 触发器不同的是，D触发器的异步置位D S 和异步复位D R 端是高电平有效，且当CP 信号来到时，上升沿触发。
它的特性表如表3.9.1所示。
表3.9.1：图3.9.1是利用CMOS 传输门构成的一种典型边沿D 触发器内部电路。
从图3.9.1中可以看到，反相器1G 、2G 和传输门1TG 、2TG 组成了主触发器，反相器3G 、4G 和传输门3TG 、4TG 组成了从触发器。
1TG 和3TG 分别为主触发器和从触发器的输入控制门。
当CP = 0、CP =1时，1TG 导通、2TG 截止，D 端的输入信号送人主触发器中，使Q '=D 。
但这时主触发器尚未形成反馈连接，不能自行保持，Q '跟随D 端的状态变化。
同时，由于3TG 截止、4TG 导通，所以从触发器维持原状态不变，而且它与主触发器之间的联系被3TG 所切断。
图3.9.1当CP 的上升沿到达时(即CP 跳变为1、CP 跳变为0)，1TG 截止、2TG 导通。
由于门1G 的输入电容存储效应，1G 输入端的电压不会立刻消失，于是Q '在1TG 切断前的状态被保存下来。
同时，由于3TG 导通、4TG 截止，主触发器的状态通过3TG和3G 送到了输出端，使=QQ '=D (CP 上升沿到达时D 的状态)。
可见，这种触发器的动作特点是输出端状态的转换发生在CP 的上升沿，而且触发器所保存下来的状态仅仅取决于CP 上升沿到达时的输入状态。
因为触发器输出端状态的转换发生在CP 的上升沿，所以这是一个上升沿触发边沿触发器。
D触发器工作原理
D触发器工作原理引言概述：D触发器是数字电路中常用的一种触发器，它可以存储和传输数字信号。
在本文中，我们将详细介绍D触发器的工作原理。
D触发器由几个关键部件组成，包括输入端、输出端和时钟端。
通过控制时钟信号的变化，D触发器可以实现数据的存储和传输。
一、输入端1.1 数据输入端D触发器的数据输入端用于接收外部输入信号。
它通常有两个状态，分别是逻辑高和逻辑低。
逻辑高表示输入信号为1，逻辑低表示输入信号为0。
当输入信号发生变化时，D触发器会根据时钟信号的控制来决定是否将新的输入信号存储。
1.2 使能端使能端用于控制D触发器是否工作。
当使能端为逻辑高时，D触发器处于工作状态；当使能端为逻辑低时，D触发器处于关闭状态。
通过控制使能端的状态，可以实现对D触发器的控制。
1.3 清零端清零端用于将D触发器的输出信号清零。
当清零端为逻辑高时，D触发器的输出信号会被强制置为逻辑低。
通过控制清零端的状态，可以实现对D触发器输出信号的清零操作。
二、输出端2.1 输出信号D触发器的输出端用于输出存储的数据。
当时钟信号的边沿发生变化时，D触发器会将存储的数据传输到输出端。
输出信号的状态可以是逻辑高或逻辑低，具体取决于输入端的数据和时钟信号的变化。
2.2 稳定性D触发器的输出信号在时钟信号发生变化后会保持稳定状态。
这意味着在时钟信号的一个周期内，输出信号不会发生变化，直到下一个时钟信号的边沿到来。
这种稳定性使得D触发器在数字电路中具有重要的应用。
2.3 输出延迟D触发器的输出信号存在一定的延迟。
这是因为在时钟信号的边沿到来后，D 触发器需要一定的时间来完成数据的传输和稳定。
输出延迟的大小取决于D触发器的设计和工作频率。
三、时钟端3.1 时钟信号D触发器的时钟端用于控制数据的存储和传输。
时钟信号通常是一个周期性的方波信号，它的边沿变化触发D触发器的工作。
当时钟信号的上升沿到来时，D 触发器会根据输入端的数据来更新输出信号。
3.2 时钟频率时钟频率指的是时钟信号的周期性变化的频率。
基于CMOS传输门和CMOS非门设计边沿D触发器实验报告..
数字电子技术研讨报告实验题目：基于CMOS传输门和CMOS非门设计边沿D触发器THE D FLIP-FLOP BASED ON THE CMOS TRANSMISSION DOORAND CMOS GATE学院：电子信息工程学院专业：学生姓名：学号：任课教师：侯建军2013 年12 月 3 日绪论一、概述------------------------------------------------------------31.触发器简介--------------------------------------------------32.D触发器-----------------------------------------------------43.CMOS边沿D触发器------------------------------------5二、设计目的及要求---------------------------------------------61.设计目的-----------------------------------------------------62.设计任务及要求--------------------------------------------6三、设计电路------------------------------------------------------61.电路结构设计-----------------------------------------------72.电路工作原理-----------------------------------------------83.特征方程、表、图-----------------------------------------84.脉冲设计-----------------------------------------------------95.异步置位、复位设计---------------------------------------11四、总结与感想---------------------------------------------------12 参考文献-------------------------------------------------------------13 致谢附录本文主要研究了用CMOS传输门和CMOS非门设计边沿D触发器。
cmos边沿d触发器真值表
cmos边沿d触发器真值表
CMOS边沿D触发器的真值表如下：
1.当输入信号D为0时，触发器保持原状态不变。
2.当输入信号D为1时，触发器翻转至0状态。
3.当输入信号D为X（不确定）时，触发器状态不确定。
4.当输入信号D为Z（高阻态）时，触发器输出状态为0。
需要注意的是，CMOS边沿D触发器的真值表与具体的电路实现有关，上述真值表仅供参考，具体的真值表应根据电路设计而定。
CMOS边沿D触发器和边沿A、B触发器的主要区别在于触发方式和输入信号的处理方式。
1.触发方式：边沿D触发器是一种最简单的触发器，在触发边沿到来时，将输入端的值存入其中，并且这个值与当前存储的值无关。
在两个有效的脉冲边沿之间，D的跳转不会影响触发器存储的值，但是在脉冲边沿到来之前，输入端D必须有足够的建立时间，保证信号稳定。
而边沿A、B触发器则具有不同的触发方式，对输入信号的处理也有所不同。
2.输入信号处理：CMOS边沿D触发器主要通过D端输入信号来控制触发器的状态，当D端输入为1时，触发器翻转至0状态；当D端输入为0时，触发器保持原状态不变。
而边沿
A、B触发器则可能根据A、B端的输入信号来控制触发器的状态。
综上所述，CMOS边沿D触发器和边沿A、B触发器的主要区别在于触发方式和输入信号的处理方式，具体选择哪种触发器需要根据实际应用需求来决定。
用CMOS传输门和CMOS非门设计D触发器
.. . .. .用CMOS传输门和CMOS非门设计边沿D触发器姓名单赟吉所在学院电子信息工程专业班级通信1109学号11211105指导教师白双日期__2013.12月_____目录摘要 (2)第一章绪论 (2)1.1 CMOS D触发器与TTL D触发器的比较 (3)1.2 触发器 (4)1.3 边沿触发器 (4)第二章D触发器电路组成结构 (6)2.1 CMOS反向器 (6)2.2 CMOS传输门 (6)2.3 D触发器 (7)2.4 第一种设计方案 (8)2.5 第二种设计方案 (9)2.6 两种设计方案比较 (10)第三章置位、复位电路 (12)第四章特征方程，特征表，激励表，状态图 (14)4.1 特征方程和特征表 (14)4.2 激励表 (14)4.3 状态图 (14)第五章激励信号D的保持时间和时钟CP的最大频率 (16)5.1 平均传输延迟时间 (16)5.2 建立时间和保持时间 (16)5.3 CP时钟周期 (17)第六章设计的D触发器转换成JK触发器和T触发器 (18)6.1 设计的D触发器转换成JK触发器 (18)6.2 D触发器转换成T触发器 (19)第七章CMOS D触发器在CP边沿的工作特性研究 (21)第八章CMOS D触发器的应用—CD4013触摸开关 (24)第九章总结以及感想 (25)参考文献 (26)摘要：本文用CMOS传输门和CMOS非门设计边沿D触发器。
说明电路组成结构；阐述电路工作原理；写出特征方程，画出特征表，激励表与状态图；计算出激励信号D的保持时间和时钟CP的最大频率；将设计的D触发器转换成JK触发器和T触发器。
关键词：边沿触发CMOS非门，CMOS传输门，D触发器。
Abstract：This paper mainly studied how to use CMOS transmission door and CMOS gate design edge D flip-flop. Firstly analyzes CMOS transmission door and CMOS gate principle; Then use the CMOS transmission door and CMOS gate design the edge D flip-flop; Also this paper tells us how this circuit work, Then write characteristic equation, draw the feature list, incentive table and state diagram; Next calculate the excitation signal D retention time and clock CP's maximum frequency; Finally put The design of the D flip-flop into JK flip-flop and T trigger.Keywords: trigger edge; CMOS gate;CMOS transmission gate; D trigger;一、绪论1.1 CMOS D触发器与TTL D触发器的比较TTL电路的速度快，传输延迟时间短(5-10ns)，但是功耗大。
D触发器工作原理
D触发器工作原理标题：D触发器工作原理引言概述：D触发器是数字电路中常用的一种触发器，具有重要的工作原理。
了解D触发器的工作原理对于理解数字电路的设计和应用非常重要。
本文将详细介绍D触发器的工作原理。
一、D触发器的基本结构1.1 D触发器的输入端D触发器有两个输入端，一个是数据输入端D，另一个是时钟输入端CLK。
1.2 D触发器的输出端D触发器有一个输出端Q，用于输出存储在触发器中的数据。
1.3 D触发器的控制端D触发器通常还有一个清零端CLR和一个置位端SET，用于对触发器进行清零和置位操作。
二、D触发器的工作原理2.1 数据输入当时钟输入端CLK的信号为上升沿时，D触发器会将数据输入端D的数据存储到触发器中。
2.2 存储数据存储在D触发器中的数据会在时钟信号的作用下保持不变，直到下一个时钟信号的到来。
2.3 输出数据当时钟信号为下降沿时，D触发器会将存储的数据输出到输出端Q。
三、D触发器的时序图3.1 时钟信号时钟信号通常是一个周期性的信号，用于控制D触发器的数据输入和输出。
3.2 数据输入数据输入端D的数据在时钟信号的上升沿时被存储到D触发器中。
3.3 数据输出数据输出端Q的数据在时钟信号的下降沿时被输出。
四、D触发器的应用4.1 数据存储D触发器常用于存储数据，如寄存器和存储器等。
4.2 时序控制D触发器可以用于时序控制，如时序逻辑电路和状态机等。
4.3 信号同步D触发器可以用于信号同步，解决时序问题和数据传输问题。
五、D触发器的优缺点5.1 优点D触发器具有简单的结构和易于控制的特点，适合于数字电路中的各种应用。
5.2 缺点D触发器在一些特殊情况下可能会浮现时序问题和数据错误，需要合理设计和应用。
总结：D触发器是数字电路中重要的元件，具有独特的工作原理和广泛的应用。
了解D触发器的工作原理有助于深入理解数字电路的设计和应用，提高数字电路设计的效率和可靠性。
D触发器工作原理
D触发器工作原理D触发器是一种常用的数字电路元件，用于存储和传输数字信号。
它是由几个逻辑门组成的，其中最常见的是基于门电路的D触发器。
D触发器的工作原理如下：1. 结构D触发器由两个输入端（D端和时钟端）和两个输出端（输出端Q和非输出端Q'）组成。
D端输入的数字信号可以通过时钟端的触发来传输到输出端。
2. 时钟信号D触发器的时钟信号决定了何时传输输入信号到输出端。
当时钟信号从低电平变为高电平时，D触发器开始工作。
惟独在时钟信号的上升沿或者下降沿时，输入信号才会被传输到输出端。
3. 存储功能D触发器具有存储功能，即它可以存储输入信号的状态。
当时钟信号发生变化时，D触发器会将当前的输入信号状态存储在输出端，直到下一个时钟信号触发。
4. 工作原理D触发器的工作原理是基于逻辑门电路。
常见的D触发器有RS触发器、JK触发器和D触发器。
D触发器是最简单的一种触发器，它由两个与门和一个反相器组成。
当时钟信号为高电平时，与门的输出将根据D端输入信号的状态来决定。
如果D端为高电平，与门的输出将为高电平，反相器将输出低电平。
如果D端为低电平，与门的输出将为低电平，反相器将输出高电平。
这样，输出端Q将存储D端的状态。
当时钟信号发生变化时，输出端Q的状态将保持不变，直到下一个时钟信号触发。
5. 应用D触发器在数字电路中广泛应用，例如在计算机内存、寄存器和时序电路中。
它可以用于存储和传输数据，实现各种逻辑功能。
总结：D触发器是一种常用的数字电路元件，用于存储和传输数字信号。
它由D端、时钟端、输出端Q和非输出端Q'组成。
D触发器的工作原理是基于逻辑门电路，通过时钟信号的触发来传输输入信号到输出端。
D触发器具有存储功能，可以存储输入信号的状态，并在时钟信号发生变化时保持输出端的状态。
D触发器在数字电路中广泛应用，用于存储和传输数据，实现各种逻辑功能。
CMOS锁存器 D触发器
集成电路设计技术
CMOS主从D型触发器
电路外部描述
输入数据信号端口 输入时钟信号端口 输出端口 D CLK Q QB
电路逻辑函数表达式
时钟信号CLK上升沿触发
QD QB D
集成电路设计技术
CMOS主从D型触发器
C
INV1
C
TG3
TG1
D
Q1
INV3
Q
INV2
INV4
C
TG2
C
TG4
QB
C 从触发器 主触发器
集成电路设计技术
CMOS主从D型触发器
CMOS主从D型触发器工作原理： 当时钟信号clk为‘1’时，连接从触发器与外界输 入信号d的传输门截止，这时从触发器处于保持状态， 保持clk转变为‘1’之前瞬间的输入d信号，从触发器的 输出端tq为这时的d，而将主触发器与从触发器连接的 传输门是导通，从触发器保持的信号将传送进主触发器， 主触发器的输出q是tq的非信号.
集成电路设计技术
CMOS 锁存器
CMOS锁存器的工作原理：
CMOS锁存器有两种状态：传输或保持。 保持: 当时钟信号clk为‘1’时，与输入信号d连接的传输门 1(TG1)截止，而与输出信号q连接的传输门2(TG2)导 通，这时，d信号的任何变化都无法进入锁存器，并且 由于传输门2的导通，输出q和qb都可以反馈回来， CMOS锁存器处于保持状态。
C
集成电路设计技术
CMOS主从D型触发器
CMOS主从D型触发器模块结构 从触发器 主触发器
集成电路设计技术
CMOS主从D型触发器
CMOS主从D型触发器工作原理： 当时钟信号clk为‘0’时，输入信号d传输到从触发器 的输出端tq，这时将主触发器与从触发器连接的传输门 是截止的，传送进从触发器的d信号并不能送入主触发 器，主触发器中的另一个传输门导通，主触发器处于保 持状态，输出保持为原来的输出不变.
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集成电路版图课程设计
设计项目：
基于CMOS传输门结构的基本D触发器
版图设计
学院：电子科学与应用物理学院
班级：
姓名：
合作者：
目录
一、设计的目的和意义 (3)
二、设计的主要内容和要求 (4)
三、设计采用的硬件和软件环境和条件 (4)
四、实验原理 (4)
五、设计步骤 (8)
六、设计心得 (10)
七、参考文献 (10)
一、设计的目的和意义
设计目的：
1．熟悉L-Edit电路图编辑环境、模块的编辑和引用；
2．掌握L-Edit菜单使用方法
3．掌握并认识版图设计规则检测；
4．了解如何分析所绘制的电路图的功能能够达到原来预计的效果；
5．熟悉IC制造工艺文件；
6．熟练运用软件设计电路和版图。
设计意义：
1.配合CMOS数字集成电路设计基础、集成电路设计硬件描述语言、超大规模集成电路CAD、器件模型CAD、集成电路版图设计，培养IC设计的实践能力；
2.进一步掌握基本的数字集成电路与器件设计和调试的方法与步骤；
3.掌握设计输入、编译、模拟、仿真等IC设计的基本过程；
4.进一步巩固所学IC设计相关的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际集成电路工程设计问题的能力；
5.经过查找资料、方案的设计与选择、设计仿真器件或电路、检查版图设计、撰写设计报告等一系列实践过程，实现一次较全面的IC版图设计工程实践训练
6.通过理论与实际相结合初步感悟工程设计与理论设计的不同点，提高和培养创新和实践能力，为后续课程的学习打下坚实基础。
7.提高团队合作能力。
二、设计的主要内容和要求
利用S-Edit软件画出传输门结构的D触发器，然后用L-Edit画出其版图，并作DRC验证。
三、设计采用的硬件和软件环境和条件
1．主要设备是电脑
2．软件环境：Tanner Pro 13.1
四、实验原理
触发器是具有记忆功能的基本存储单元，有静态和动态两种实现方法，静态主要是利用双稳态原理：一对交叉耦合的反相器形成一个双稳态元件并且因此可以用来记忆二进制值。
这种方法的优点是只要电源电压加在该电路上，他所保持得值就一直有效，因此称为静态电路。
与此对应的动态门将数据（电荷）暂存在电路节点的寄生电容上。
这种电路的优点是电路简单、高效。
我们这次的设计要求主要是静态实现，基于CMOS传输门结构的基本D触发器版图设计，现在我主要分析静态基于CMOS传输门主从结构的正沿D触发器。
D触发器状态激励表
Q n Q n+1 D
0 0 0
0 1 1
1 0 0
1 1 1
步骤一在分析基于CMOS传输门主从结构的正沿D触发器在前，先分析下图 (图 1)
图 2 基于传输门的正锁存器晶体管级实现
上图是基于传输门的正锁存器晶体管级实现，属于多路开关型锁存器，这是
实现一个锁存器最稳妥和最常用的技术。
当clk为高电平时，左上角的传输门开启，左下角的关闭，数据（data in）输入；当clk为低电平时，左上角的传输门关闭，左下角的开启，数据被保存在两个交叉耦合的反相器形成一个双稳态元件中；由于是clk为高电平时，数据输入，所以被称为正锁存器。
步骤二将两级正锁存器（如图1）连接起来，得到主从结构D触发器如图2。
图 3 基于CMOS传输门主从结构的正沿D触发器
上图是基于CMOS传输门主从结构的正沿D触发器，也就是我们这次的设计目标，当clk为高电平时，主锁存器的数据（data in）输入，从锁存器的数据保持，主正锁存器的输出为data in的反；当clk为低电平时，主锁存器的数据保持，从锁存器出于透明模式，所以数据data in 被正确的传送到Q端。
由于该触发器是由两级正锁存器连接起来的，所以属于主从结构；由于当clk为正延时，数据data in被传送到Q端，所以被称为正沿D锁存器。
棒状图是版图的一种描述形式，它仅仅是为了描述器件的相对位置，以及所
采用的基本结构形式，并不描述期间版图的具体尺寸和形状但它可以帮助我们更直观的了解原理图所对应的版图形式，而且在棒状图中可以采用源漏共用等方法为版图设计节省面积，方便进一步的优化。
利用电路结构可画出棒状图结构如图3。
图 4
再根据棒状图画出版图。
版图如图4。
图 5
五、设计步骤
1．打开L-Edit程序：建立新文件，命名为DFF_2.tdb.
2．取代设定：选择File---Replace Setup命令，单击出现的对话框的From file下拉列表右侧的Browser按钮，选择1ights．tdb文件，再单击OK按钮，就可将lights．tdb文件的设定选择性应用在目前编辑的文件，包括格点设定、图层设定等。
3．编辑组件：L-Edit编辑方式是以组件(Cell)为单位而不是以文件(File)为单位的，每一个文件可有多个Cell，而每一个Cell可表示一种电路布局图。
4．设计环境设定：绘制布局图，必须要有确实的大小，因此要绘图前先要确认或设定坐标与实际长度的关系。
选择Setup命令，打开 Design对话框，在Technology选项卡中出现使用技术的名称、单位与设定，如图5。
5．接着选择Grid选项卡，其中包括使用格点显示设定、鼠标停格设定与坐标单位设定，如图6所示。
图 6
图 7
6.根据设计规则开始画版图。
根据在原理中所画的棒状图（图3），画
出版图。
版图最终绘制结果如图4所示。
7.设计规则检查：由于绘制的图样是要制作集成电路的光罩图样，必须
配合设计规则来绘制图层，才能确保流程时的效率。
六、设计心得
通过这次版图课程设计，我收获颇丰：使我将CMOS数字集成电路设计基础、集成电路设计硬件描述语言、超大规模集成电路CAD、器件模型CAD、集成电路版图设计、微电子工艺等课程第一次结合起来，培养我的IC设计的实践能力；经过查找资料、方案的设计与选择、设计仿真器件或电路、检查版图设计、撰写设计报告等一系列实践过程，实现一次较全面的IC版图设计工程实践训练，通过理论与实际相结合初步感悟工程设计与理论设计的不同点，提高和培养创新和实践能力，为后续课程的学习打下基础。
对我们而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。
挫折是一份财富，
经历是一份拥有。
这次课程设计必将成为我们人生旅途上一个非常美好的回忆！
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只懂理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践结合起来，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在老师的辛勤指导下，终于取得成功。
同时，对给过我们帮助的各位指导老师再次表示忠心的感谢！
附录：参考文献
数字集成电路-电路、系统与设计（第二版）周润德译
电子工业出版社
CMOS集成电路版图—概念、方法与工具 Dan Clein 著
电子工业出版社。