MOS D触发器的特征及工作原理详解

D触发器特征

MOS D触发器是一个输入端的触发器，其特点是输出与输入具有相同的状态，而与触发器原状态无关。

基本的D触发器，是一种信息暂时寄存电路，如图3-9所示。从逻逻辑图上看到，D触发器是在R-S-T触发靠的前面加了一级倒相器，并把这级倒相器的输入端与R-S触发器的S端连接；把它的输出端（即）与R-S触发器的R连接。从逻辑图上看到，当D输入端为“1”，相当于R-S触发器的S输入端为“1”，R输入端为“0”，当D输入为“0”，相当于R-S触发器的S端输入为“0”，S端输入为“1”的情况。所以在脉冲的作用下，相应的输出Q必定与输入端D的电平相同（参阅图3-9真值表）。MOS D触发器，这种基本的D触发器，虽然输出无不定状态，而且由于单端输入，使用比较方便，但存在着空翻问题，不具备计数功能。在MOS电路中，经常用到的是主从结构的D触发器。下面介绍几种主从D触发器。

1、主从R-S触发器改接的主从D触发器

在前面讲过的主从R-S触发器前加一级非门，就形成了主从D触发器。在为““1”电平时，D端信息先送入主触发器贮存，然后在为“0”电平时，将信息再传送到从触发器输出。MOS D触发器，与此同时，主触发器输入端与外界隔离。由于在上跳变时才改变输出状态，因此输出相对于输入延迟了一个时钟周期的时间。

这种结构的D触发器，既能单线传送信息，又解决了空翻问题，因此在计算机中得到了广泛的应用。

2、利用门控管构成的主从D触发器图

3-10是利用门控管构成的一种主从D触发器。图是这种触发器的原理图。图中的门控管用表示，受和控制。倒相器和形成主触发器，和形成从触发器。和分别作为送入主和从触发器的控制开关，和分别作为主和从触发器本身的反馈门。或导通时，倒相器和或与构成正反馈。由于和同步，和同步（他们分别受和控制），因此，当D端通过，将信号送入主触发器时，从触发器把原来的信号从输出端反馈到输入端，使之保持输出状态不变。而主触发器因关闭，它的状态不能传送给从触发器。当导通时，主触发器中的信息一方面在内部激励、保持，一方面就送到了从触发器，在输出端便得到了D端输入的信息。MOS D触发器，同时由于的关闭，主触发器与D输入端隔离，这时D无论如何改变信号，都不会影响主触发器中的状态。所以不会出现空翻现象。图3-10（b）是这种触发器的线路图。图中分别相当于。整个电路的波形示于图3-10（c）中。这种电路与上面介绍的各种静态电路不同，它虽有静态电路中的交又耦合触发器的直流存贮性能，但信息是靠栅电容暂存的。因此，它对和的上升和下降沿的要求较高，否则很可能造成主从竞争，使输出状态不定。同时，时钟脉冲的频率不能太低，不然，信息将会因漏电面消失。这种触发器，也称为准静态触发器。

由图可见，这种线路结构比较简单，节省元件。

3、CMOS D触发器

这是一种互补型准静态主从结构的D触发器，如图3-11所示。它是由四个“或非”门和四个传输门组成。传输门是受时钟脉冲控制的。当正时钟脉冲来到时（即），传输门打开，关闭，D端的信号进入主触发器存在A点。而从触发器输出端原来的信号通过反馈到它的输入端，故从触发器保持原来状态。当负时钟脉冲到来时，传输门打开，关闭，A点的信号再通过送入从触发器输出；同时A点的信号又通过一个“或非”门和。MOS D触发器，反馈到第一级或非门输入端。由于关闭，不管D端怎样改变都不会改变触发器的状态。其中、为复位、置位端，具有直接置位、复位的功能。当分别接高电位“1”时，输出端Q将分别置0或置1，在电路工作时，均接0电位。对时钟脉冲的要求，与上面所说的相同。