У логічному елементі (рис. 5), що виконує функцію І-НЕ, працюють комплементарні польові транзистори. Транзистори з каналом р-типу (VT1, VT2) підключені до позитивного провіднику джерела харчування, а з каналом N-типу (ѴТЗ, ѴТ4) з’єднані послідовно. Передатна характеристика елемента наведена на рис. 6. При вхідній напрузі 2 В і менше транзистори VT1 ​​і ѴТ2 відкриті, так як напруга на ділянках затвор – витік (при напрузі живлення 9 В) становить не менше 7 В.

   

Рис. 5. Схема базового КМОП 2И-НЕ, елемента

   

Рис. 6. Передавальна характеристи ка елемента КМОП 2И-НЕ

Напруга на таких же ділянках транзисторів ѴТЗ і ѴТ4 виявляється недостатнім для їх відкриття, тому на виході елемента буде напруга, майже рівне напрузі живлення, тобто близько 9 В (рис. 4, точка а). У міру збільшення вхідного ‘напруги транзистори ѴТЗ, ѴТ4 починають відкриватися, a VT1, ѴТ2 закриватися. На ділянці а-б цей процес відбувається порівняно плавно, на ділянці б-у він прискорюється, в результаті чого крутість передавальної характеристики різко зростає і за коефіцієнтом посилення відповідає 20 … 26 дБ. У точці в транзистори VT1 і ѴТ2 майже повністю закриті, a ѴТЗ і ѴТ4 відкриті. Вихідна напруга в цьому випадку невелике і при збільшенні вхідної напруги до напруги джерела живлення воно прагне до нулю.

КМОП-елементи відносяться до найбільш простих, економічним, вони добре працюють при різних напругах живлення і мають найдовший ділянку передавальної характеристики по виходу (3 … 5В). Вони володіють великим вхідним опором (одиниці мегаом) в широкому діапазоні частот і високою лінійністю передавальної характеристики. Середина лінійної ділянки характеристики не відповідає половині зіначенія напруги живлення, тому що для відкривання р-канальних транзисторів (VT1, ѴТ2) потрібна більша напруга, ніж для відкривання «-канальних (ѴТЗ, ѴТ4). До недоліків таких елементів слід віднести порівняно велику вихідну напругу опору (одиниці килоом),

Використання логічних елементів цифрових мікросхем в різних пристроях для роботи з аналоговими сигналами можливе лише у випадку, якщо їх робоча точка знаходиться на лінійній ділянці передавальної характеристики або поблизу неї. Саме там вони здатні реагувати на малі зміни вхідного сигналу і навіть посилювати його. Так, на лінійній ділянці передавальної характеристики елемент ТТЛ еквівалентний підсилювача з коефіцієнтом підсилення 10 … 12 (приблизно 20 дБ), елемент ЕЗЛ-підсилювача з коефіцієнтом підсилення 3 … 4 (приблизно 10 дБ), елемент КМОП – підсилювача з коефіцієнтом підсилення 10 … 20 (20 … 26 дБ).

Для виведення логічного елемента на необхідну робочу точку (лінійний або іншу ділянку і характеристики) застосовують разіние способи. Один з них [3] заснований на включенні «а вході елемента ТТЛ резистора (рис. 7, а).

   
Література: І. А. Нечаєв, Масова Радіо Бібліотека (МРБ), Випуск 1172, 1992 рік.