集成电路中，反相器 为什么能增大驱动能力

Question

如题所述

Answer 1

驱动能力一般用“扇出”表示，意思就是单个逻辑门能够驱动（后面级联）的数字信号输入的最大个数。

例如一个CMOS反相器（后面简称inv）的输出端最多能给其他5个逻辑门提供输入而没有失真，那么它的扇出就是5.

而并不是像1楼说的那样“一个”inv的扇出大。就是说扇出大小和具体“哪个”门是没有关系的。
驱动能力的大小是和那个逻辑门（如反相器--是结构最简单的门）的尺寸相关的，尺寸就是NMOS和PMOS的宽长比(W/L)。如果两个inv，按照对称设计PMOS和NMOS 的宽长比之比为2：1，那么一个inv的NMOS的（W/L）为1，另一个（W/L）为5，则后者的驱动能力就是前者的5倍。

因此，并不是像你问的那样，为什么inv可以增大驱动能力。
只能说，大尺寸的inv有大的驱动能力，小尺寸的inv的驱动能力依然不行。其实所有其他逻辑门都是可以通过增加尺寸而提升驱动能力的，只不过inv结构最为简单，而且两个inv级联即可恢复原信号，所以才经常使用inv来增大驱动能力。

Answer 2

原因就是反相器的扇出系数大。
一般地，反相器只有并联使用才会增大驱动能力，单个使用驱动能力比较小。
从另一个角度来看，多个反相器并联使用，相当于降低了输出信号的内电阻，输出电流增大时，在内电阻上产生的电压降较小，所以其驱动能力增大。

Answer 3

普通的反向器驱动能力是有限的。
有些集成电路看起来是反向器（图纸上符号同反向器画法），但实际上就是集成驱动电路，比如ULN2003a是7路集成反向驱动电路，内部有7个输出集电极开路的达林顿管。
要详细了解一个集成电路的性能，包括输出驱动能力，建议你先查阅该集成电路的技术资料。一般集成电路的资料，在网上都能找到（大部分是PDF形式的）。