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四、CMOS反相器的电路结构和工作原理
4.1 CMOS反向器的电路结构
无论V1是高电平还是低电平，T1和T2一个导通一个截止的状态，把这种电路结构形式称为互补对称式金属-氧化物-半导体电路（Complementary-Symmetery Metal -Oxide-Semiconductor Circuit，简称CMOS电路）
静态下，T1和T2有一个是截止，且两个MOS管的截止内阻极高，所以流过T1和T2的静态电流很小，因而CMOS反相器的静态功耗极小，这是CMOS电路最突出的一大优点。
4.2 电压传输特性和电流传输特性
假如T1和T2的Vgs(th)n=-Vgs(th)p，T1和T2具有相同的导通内阻Ron和截止内阻Roff，输出电压随着输入电压变化的曲线可如下图所示。
4.3 输入端噪声容限
定义：在保证输出高低电平基本不变（变化大小不超过规定容许范围内）的条件下，容许输入信号的高低电平有一个波动范围，这个范围称为输入端的的噪声容限。
输入高电平噪声容限：
（一级门电路输出高电平的最低值是Voh(min)，二极门电路输入高电平最小是Vih(min)，如果再小，二极门电路就无法识别为1了，所以噪声容限是两者之差）
输入低电平噪声容限：
（一级门电路输出低电平的最大值是Vol(min)，二极门电路输入低电平的最大值是Vil(max)，如果再大，二极门电路就无法识别为0了，所以噪声容限是两者之差）
五、CMOS反相器的静态输入特性和输出特性
5.1 输入特性
输入特性指的是输入电压与输入电流的关系，如下是CMOS反相器的保护电路，主要用了两个二极管D1和D2，用到二极管的单向导电性和钳位特性，C1和C2是MOS管的G极等效电容，一般是不画出来的，我们知道这个地方有等效电容即可。
对于D1来说，负极连接到VDD，所以D1的正极不会超过VDD+Vdf（Vdf是二极管的正向导通压降，二极管正负极之间差是二极管的压降），即保证了T2的G极电压不超过VDD+Vdf；
对于D2来说，正极连接到GND，所以D2的负极会钳位在-Vdf，T1是PMOS管，导通条件是S和G之间差（正数）大于Vsg(th)，所以D2保护T1的S和G之间电压不超过VDD+Vdf，即电容C1两端的电压。
实际选用D1和D2的时候吗，需要考虑D1的正向导通电流和D2的方向导通电流，
如下是输入特性曲线，结合上面，可以看出，在-Vdf<Vi<VDD+Vdf时，i≈0；当Vi>VDD+Vdf或者Vi<-Vdf的时，电流i的绝对值随着Vi的绝对值增加迅速增大，电流的绝对值由输入信号的电压和内阻决定。
5.2 输出特性
输出特性可以参考我之前写的灌电流和拉电流文章，低电平输出其实是VDD通过RL对CMOS端口的灌电流，高电平输出其实是CMOSs输出对负载RL的拉电流，链接：https://blog.csdn.net/Albert992/article/details/103423141
5.2.1 低电平输出特性
在负载RL一定时，也就是IOL一定时，随着VDD的增加，MOD管的导通压降会减小，Vol的值减小。（Vol的值可以看做VDD落在RL和MOS管Ron之间的分压，当Ron越小时，Vol自然变小。）
在VDD一定时，也就是MOS管的导通内阻Ron一定时，随着负载RL的减小，也就是IOL的增大，Vol的值会增大。（Vol的值可以看做VDD落在RL和MOS管Ron之间的分压，当RL越小时，Vol自然增大。）
5.2.2 高电平输出特性
如下，MOS管输出Voh是VDD减去MOS管的导通压降。
在MOS管的输入VDD一定时，也就是MOS管的导通内阻一定，随着负载电流的增大，MOS管的导通压降增大，Voh下降。（这个理解为：在输出空载时，输出可以保持稳定，但是随着负载电流的增大，输出不足以支撑这个负载，所以输出会下降）
在负载电流IOH一定时，随着MOS管的Vsg增大，MOS管的导通内阻减小，Voh增大。（这个可以理解为：负载是不变的，理想状态下，MOS管输出是稳定的，但是MOS管会有导通损耗，MOS管的导通内阻越小，导通损耗越小，所以Voh越高，如果MOS管的导通内阻越大，即导通损耗越大，所以Voh越低）
