nmos邏輯門(mén)電路是全部由n溝道m(xù)osfet構(gòu)成。由于這種器件具有較小的幾何尺寸，適合于制造大規(guī)模集成電路。此外，由于nmos集成電路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于使用cad技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。與cmos電路類(lèi)似,nmos電路中不使用難于制造的電阻 。nmos反相器是整個(gè)nmo邏輯門(mén)電路的基本構(gòu)件，它的工作管常用增強(qiáng)型器件，而負(fù)載管可以是增強(qiáng)型也可以是耗盡型。現(xiàn)以增強(qiáng)型器件作為負(fù)載管的nmos反相器為例來(lái)說(shuō)明它的工作原理。
上圖是表示nmos反相器的原理電路，其中t1為工作管，t2為負(fù)載管，二者均屬增強(qiáng)型器件。若t1和t2在同一工藝過(guò)程中制成，它們必將具有相同的開(kāi)啟電壓vt。從圖中可見(jiàn)，負(fù)載管t2的柵極與漏極同接電源vdd，因而t2總是工作在它的恒流區(qū),處于導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)輸入vi為
高電壓(超過(guò)管子的開(kāi)啟電壓vt)時(shí)，t1導(dǎo)通，輸出vo;為低電壓。輸出低電壓的值，由t1，t2兩管導(dǎo)通時(shí)所呈現(xiàn)的電阻值之比決定。通常t1的跨導(dǎo)gm1遠(yuǎn)大于t2管的跨導(dǎo)gm2，以保證輸出低電壓值在+1v左右
。當(dāng)輸入電壓vi為低電壓(低于管子的開(kāi)啟電壓vt)時(shí)，t1截止，輸出vo為高電壓。由于t2管總是處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此輸出高電壓值約為(vdd—vt)。通常gm1在100～200
之間,而gm2約為5～15
。t1導(dǎo)通時(shí)的等效電阻rds1約為3～10kω，而t2的rds2約在100～200kω之間
。負(fù)載管導(dǎo)通電阻是隨工作電流而變化的非線性電阻。
在nmos反相器的基礎(chǔ)上，可以制成nmos門(mén)電路。下圖即為nmos或非門(mén)電路。只要輸入a，b中任一個(gè)為高電平，與它對(duì)應(yīng)的mosfet導(dǎo)通時(shí)，輸出為低電平;僅當(dāng)a、b全為低電平時(shí)，所有工作管都截止時(shí)，輸出才為高電平?？梢?jiàn)電路具有或非功能，即
或非門(mén)的工作管都是并聯(lián)的，增加管子的個(gè)數(shù)，輸出低電平基本穩(wěn)定，在整體電路設(shè)計(jì)中較為方便，因而nmos門(mén)電路是以或非門(mén)為基礎(chǔ)的。這種門(mén)電路不像ttl或cmos電路作成小規(guī)模的單個(gè)芯片 ，主要用于大規(guī)模集成電路。
以上討論和分析了各種邏輯門(mén)電路的結(jié)構(gòu)、工作原理和性能，為便于比較，現(xiàn)用它們的主要技術(shù)參數(shù)傳輸延遲時(shí)間tpd和功耗pd綜合描述各種邏輯門(mén)電路的性能，如圖所示。