直到20世紀(jì)80年代初，DM9000AEP果用雙極型三極管組成的TTL集成電路一直是數(shù)字集成電路的主流產(chǎn)品。然而TTL電路存在一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)，這就是它的功耗比較大。由于這個(gè)原因，用TTL電路只能制作成小規(guī)模集成電路和中規(guī)模集成電路，無法制成大規(guī)和超大規(guī)模集成電路。CMOS集成電路出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代后期，它最突出的優(yōu)點(diǎn)在于功耗極低，而且隨著CMOS制作工藝的不斷進(jìn)步，無論是在工作速度還是在驅(qū)動(dòng)能力方面，CMOS電路都不比TTL電路遜色。因此，CMOS電路便逐漸取代TTL電路而成為當(dāng)前數(shù)字集成電路的主流產(chǎn)品。由于兩種電路的邏輯功能基本相同，而特性、參數(shù)有很大的差別，所以掌握TTL電路的基本工作原理和使用知識非常必要，同時(shí)對CMOS電路的性能也應(yīng)有相應(yīng)的了解。
    MOS電路常常是由PMOS管(P溝道金屬氧化物場效應(yīng)管)、NMOS管（N溝道金屬氧化物場效應(yīng)管）組成互補(bǔ)型電路。稱MOS電路中的PMOS管和NMOS管為互補(bǔ)MOS管，互補(bǔ)型MOS集成電路，簡稱CMOS電路。CMOS電路的工作速度可與TTL相比較，而它的功耗和抗干擾能力則遠(yuǎn)優(yōu)于TTL。此外，幾乎所有的超大規(guī)模存儲(chǔ)器件，以及PLD器件都采用CMOS工藝制造。
    1．CMOS非門電路
    CMOS非門電路（又稱CMOS反相器）如圖6.4.1所示。驅(qū)動(dòng)管VT2采用增強(qiáng)型NMOS管，負(fù)載管VTi采用增強(qiáng)型PMOS管，它們制作在同一塊硅片上。兩管的柵極相連引出輸入端A，兩管漏極相連引出輸出端I。。它們的襯底均與各自的源極連接，電路為互補(bǔ)對稱結(jié)構(gòu)。
    當(dāng)輸入端A為1（約為VDD）時(shí)，驅(qū)動(dòng)管VT2的柵源電壓大于開啟電壓VT，故VT2處于導(dǎo)通狀態(tài)；而負(fù)載管VTi柵源電壓小于其開啟開壓1VTI，處于截止?fàn)顟B(tài)，故輸出端L為0。
    當(dāng)輸入端A為0（約為零狀）時(shí)，VT2管截止，VTi管導(dǎo)通，這時(shí)輸出端L為1。
    由上述可知，電路輸入高電平時(shí)，輸出低電平；輸入低電平時(shí)，輸出高電平。所以，電路實(shí)現(xiàn)了非的邏輯功能。

            
    2．CMOS與非門
    CMOS與非門電路如圖6.4.2所示。驅(qū)動(dòng)管VTi和VT2為增強(qiáng)型NMOS管，丙者串聯(lián)，負(fù)載管VT3和VT4為增強(qiáng)型PMOS管，兩者并聯(lián)。負(fù)載管整體與驅(qū)動(dòng)管串聯(lián)，而輸入端A、B分別同時(shí)各控制一個(gè)PMOS管和一個(gè)NMOS管的柵極。L端為輸出端。
    當(dāng)A、B兩個(gè)輸入端全為1時(shí)，驅(qū)動(dòng)管VTi和VT2都導(dǎo)通，而兩個(gè)負(fù)載管VT3和VT4都處于截止?fàn)顟B(tài)，故輸出端L為0。當(dāng)A、B兩個(gè)輸入端有一個(gè)或全為0時(shí)，則串聯(lián)的驅(qū)動(dòng)管必有一個(gè)或兩個(gè)截止，而負(fù)載管必有一個(gè)或兩個(gè)導(dǎo)通，因此，輸出端L為1。
    根據(jù)以上分析可知，該電路具有“輸入全1輸出O，輸入有0輸出1”的邏輯關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了與非的邏輯功能。