CMOS传输门（TransmissionGate）是一种既可以传送数字信号又可以传输模拟信号的可控开关电路。CMOS传输门由一个PMOS和一个NMOS管并联构成，其具有很低的导通电阻（几百欧）和很高的截止电阻（大于10^9欧）。

所谓传输门（TG）就是一种传输模拟信号的模拟开关。CMOS传输门由一个P沟道和一个N沟道增强型MOSFET并联而成，如下图所示。

cmos传输门工作原理

TP和TN是结构对称的器件，它们的漏极和源极是可互换的。设它们的开启电压|VT|=2V且输入模拟信号的变化范围为-5V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TP的衬底接+5V电压，而TN的衬底接-5V电压。两管的栅极由互补的信号电压（+5V和-5V）来控制，分别用C和！C表示。

传输门的工作情况如下：当C端接低电压-5V时TN的栅压即为-5V，vI取-5V到+5V范围内的任意值时，TN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TN的栅压为+5V，vI在-5V到+3V的范围内，TN导通。同时TP的棚压为-5V，vI在-3V到+5V的范围内TP将导通。

由上分析可知，当vI《-3V时，仅有TN导通，而当vI》+3V时，仅有TP导通当vI在-3V到+3V的范围内，TN和TP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。在正常工作时，模拟开关的导通电阻值约为数百欧，当它与输入阻抗为兆欧级的运放串接时，可以忽略不计。

逻辑功能

MOSFET的输出特性在原点附近呈线性对称关系，因而它们常用作模拟开关。模拟开关广泛地用于取样——保持电路、斩波电路、模数和数模转换电路等。在数字逻辑电路设计中，传输门左端为输入，右端为输出，上端C反、下端C为控制端，当C反为0，C为1时TG门开通，此时右端输出out=左端输入in。

TTL传输门

用一对极性相反的三极管也能构成传输门。

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如图，若P=0，N=1：

当A作为输入端且为高电平时，信号从上面的三极管传输到B端输出（P端三极管导通）；若A为低电平，则通过下面的三极管送到B端（N端三极管导通）。

当B作为输入端且为高电平时，信号从下面的三极管送到A端输出（N端三极管导通）；若为低电平，则从上面的三极管传输到A端（P端三极管导通）。

若P=1，N=0，则两个三极管都截止，此时A、B之间相当于断开的开关。

因为是P=0，N=1时打开传输门，所以画出的电路符号上是P上有小圆圈，N上没有。

传输门的应用

（１）门控振荡器

如图3所示，当c为“１”时，ＴＧ导通电路振荡，ＶＯ输出矩形波；当c为“Ｏ”时，ＴＧ截止，电路停止振荡。

图3门控振荡器

（２）程控脉冲振荡器

如果要获得不同频率矩形波可采用如图4所示的电路，只要对Ａ、Ｂ、Ｃ加入不同的电平控制，即可获得不同频率的矩形波。

图4程控脉冲振荡器

（３）程控运算放大器

传输门可以传输数字信号，也可以传输模拟信号，在运算放大器的反馈部分采用程控方式，可以改变放大器的电压放大倍数。如图5程控放大器

图5程控放大器

光敏电阻光控灯电路图（一）：光控灯照明电路

220V交流电压经电容C1降压，整流桥堆UR进行全波整流，电容C2滤波，稳压二极管稳压后变成直流电压。

光敏电阻RG白天电阻很小，向电容C3充电的脉冲信号很小，无法触发晶闸管导通，灯泡EL回路不通，灯泡EL不亮：夜幕降临时，光敏电阻的暗阻很大，向电容C3充电脉冲信号很大，可以触发晶闸管的门极，使晶闸管导通，这时继电器线圈得电，串在灯泡EL回路的继电器常开触点接通，则灯泡EL点亮。

调节电位器RP可以调节给门极的触发信号的大小，就调节了晶闸管的导通角，从而控制了灯泡的亮度。

光敏电阻光控灯电路图（二）：光敏电阻延时节电开关电路图

延时节电开关是一种楼道照明灯或其它用电设备的自动延时开关装置。它采用电子器件、脉冲技术及无触点开关技术。如楼道每个单元只装一台，用三根导线连接楼道各层位的按扭开关和照明灯，当行人夜间上下楼时，只需就近按下按扭开关，各层照明灯都点亮，经数秒或数分钟后，各层照明灯自动熄灭，并且本装置也自动停电，平时不耗电能。

在白天光线射到光敏电阻RG之上时，其阻值变得很小，使VT2截止，VT3也截止，C4正极电位为零（或很低），无触发电压加到晶闸管VTH的门极上，晶闸管不导通，使得VD1~VD4所组成的桥路不通，作为负载的灯泡中无电流流过，灯泡不亮。

以下是一款简单的光敏电阻延时节电开关电路图，它是由三个接线端子［1］、［2］、［3］，三端低压直流电源［4］，延时电路由（W↓〔1〕、R↓〔1〕、C↓〔1〕构成），脉冲电路（由R↓〔2〕、BG↓〔1〕构成），无触点开关电路（由SCR↓〔1〕、R↓〔2〕、D↓〔1〕、SCR↓〔2〕构成。它具有电路简单、成本低、体积小、布线简单、使用方便、经久耐用、节电显着、用电设备寿命长的特点。

光敏电阻光控灯电路图（三）：基于光敏电阻的亮度自动调节台灯电路图

本方案介绍的自动调光台灯能根据周围环境亮度强弱自动调整台灯发光量。当环境亮度弱，它发光亮度就增大；环境亮度强，发光亮度就减暗。

台灯电路及工作原理

该灯电路见图1.当开关S拨向位置2时，它是一个普通调光台灯。RP、C和氖泡N组成张弛振荡器，用来产生脉冲触发可控硅VS.一般氖泡辉光导通电压为60-80V，当C充电到辉光电压时，N辉光导通，VS被触发导通。调节RP能改变C充电速率，从而能改变VS导通角，达到调光的目的。R2、R3构成分压器通过VD5也向C充电，改变R2、R3分压也能改变VS导通角，使灯的亮度发生变化。

当S拨向位置1时，光敏电阻RG取代R3，当周围光线较弱时，RG呈现高电阻，VD5右端电位升高，电容C充电速率加快，振荡频率变高，VS导通角增大，电灯两端电压升高、高度增大。当周围光线增强时，RG电阻变小，与上述相反，电灯两端电压变低，高度减小。

元器件选择与制作调试

调试时，将RP调到阻值为零位置，S置于位置2，用万用表测电灯两端交流电应在200V以上，如低于200V可略减小R1或增大R3阻值，使之达到要求。光敏电阻RG应安装在台灯底座侧面台灯光线不能直接照射的地方，用来感受周围环境照度。调光台灯的灯泡宜用40W的白炽灯。调整好的电路即可投入使用；S拨向2为普通调光台灯，调RP可选择适当的高密度；S拨向1为自动台灯，先调RP选择好适当亮度，如环境照度变暗时，台灯亮度会逐渐变亮，增大照度。

光敏电阻光控灯电路图（四）

如图所示是一种简易的光控开关。在一些公共场所，如楼道、路灯等装上自动光控开关，不仅方便而且也节电。它在天黑时会自动开灯，天亮时自动熄灭。调节4.7MΩ电位器，可适用于不同型号的光敏电阻及在一定的条件（黑暗程度）下亮灯。

光敏电阻光控灯电路图（五）

该太阳能光控定时节能照明灯电路是由太阳能电池、蓄电池、光控电路、定时电路和节能灯驱动电路几部分组成。具体的电路原理图如下所示：

太阳能光控定时节能照明电路

电路原理简述：

白天有太阳时，太阳能电池板输出的电压通过二极管VD1给蓄电池充电，储备电能以供电路夜间工作。RL光敏电阻在白天的阻值呈低阻状态，NE555的2、6脚输入电压大于（2/3）Vcc，其3脚输出低电平，使CD4069和三极管VT1无电压不工作，继电器J不动作，节能灯驱动电路无电压。

夜间，光敏电阻RL呈高阻值，使NE555输入瑞电压小于（1/3）Vcc，3脚翻转为高电平，CD4069及VT1（3CG21）得电进入工作状态。CD4069是一片带振荡器的14位二进制串行计数/分频集成电路，C4、R3，R5与CD4069内部电路构成的振荡电路产生一正尖脉冲，使CD4069自动清零，计数开始，此时CD4069的3脚输出低电平使三极管VT1获得偏流而导通，继电器J吸合接通节能灯驱动电路的电源，节能灯点亮。

经过一段时间后，CD4069的3脚眺变为高电平，VT1（3CG21）失去偏流而截止，节能灯驱动电路断电，节能灯熄灭。与此同时，CD4069的3脚输出高电平经隔离二极管VD2加至脉冲输入端11脚，使该脚恒定为高电平而振荡停止，电路状态一直保持到天亮CD4069断电为止。

接于NE555时基电路6脚的R1、C1组成抗光干扰延时电路，以防止夜晚瞬间光照（如雷电闪光、车辆灯光等）干扰被控灯的正常工作。节能灯每晚点燃的时间由公式t≈2.3N（R3R4）C5计算，N为定时系数。当开关K断开时，定时时间约为6h，适合于冬季夜晚；当K闭合时，定时约4h，适合夏季夜晚。节能灯驱动电路由VT2、VT3等组成的逆变电路构成。节能灯电路接通时，通过VT2、VT3、变压器T1实现反馈、振荡、升压等过程，使得节能日光灯两端有160V～180V电压而点亮。点亮时消耗蓄电池电流0.4A左右，使用30A时蓄电池可在无太阳时连续工作一个星期。RL选择MG44-04光敏电阻。其他元器件如电路图所示。

光敏电阻光控灯电路图（六）

一种精密光亮光控电路图

如图所示的电路为一种精密光亮光控电路，其工作不受电源电压及环境温度的影响。电阻R1、R2、R6及光敏电阻R5共同构成惠斯顿电桥的两个桥臂。

光敏电阻光控灯电路图（七）

此开关白天控制灯不亮，晚上有声音自动点亮，延时一段时间自动关断。将它安装在过道、厕所走廊等需要自动照明的地方，不仅方便实用，又有显著的节能效果。

工作原理：电路如下图，220V市电通过灯丝、D3-D7、降压整流后，经过 R7 限流、D2、C3 稳压滤波为电路提供稳定的工作电压。R4、RG 组成分压电路，白天由于光照 RG 阻值变小，YFA 1 脚电位 被拉低，由与非门的逻辑关系可知此时YFA 3 脚输出为高电平，经过 YF2 反相变为低电平，D1 截止后级电路不动作。晚上光线暗 RG 阻值变大，YFA 1 脚电位升高，如果此时有声音被 MIC 接收，经 C1耦合 T1 放大，在 R3 上形成音频电压，此电压如高于 1/2 电源电压，则 YF1 3 脚输出低电平，经YFB反相，4 脚输出的高电平经 D1 向 C2 瞬间充电，使 YFC 输入端接近电源电压，10 脚输出低电平，由YFD 反相缓冲后经 R6 触发可控硅导通，电灯正常点亮。（此时则由 C3 向电路供电）如此后无声被MIC接收，则 YFA 输出恢复为高电平，C2 通过 R5 缓慢放电，当 C2 电压下降到低于 1/2 电源电压时（按图中参数约一分钟）YFC 反转、 YFD 反转，可控硅（SCR）截止电灯关闭，等待下次触发。

元件选择：MIC 用驻极体话筒， RG 用一般光敏电阻即可，YFA-YFD 用一片低工耗COMS四与非门电路 TC4011，T1用9014低频管，放大倍数越大灵敏度越高，D1用IN4148，D2是7.5v的稳压管，C2、C3用电解电容、SCR可选用 MCR100-6 1A的单向可控硅，电阻均为 1/8w 炭膜电阻，阻值按图。D4-D7用IN4007，反向漏电必须小。电灯的功率不能超过60W。