nmos逻辑门电路是全部由n沟道mosfet构成。由于各种器件具有较小的几何尺寸，适合于制造大规模集成电路。此外，由于nmos集成电路的结构简单，易于使用cad技术进行设计。与cmos电路相似，nmos电路中不使用难于制造的电阻。nmos反相器是整个nmos逻辑门电路的基本构件，它的工作管常用增强型器件，而负载管可以是增强型也可以是耗尽型。现以增强型器件作为负载管的nmos反相器为例来说明它的工作原理。
(a)实际电路
(b)简化画法
1 nmos反相器
图1(a)表示nmos反相器的原理电路，其中t1为工作管，t2为负载管，二者均属增强型器件。若t1和t2在同一工艺过程中制成，它们必将具有相同的开启电压vt。图1(b)是它的简化画法。由图1可见，负载管t2的栅极与漏极同接电源vdd，因而t2总是工作在它的恒流区，处于导通状态。
当输入vi为高电压(超过管子的开启电压vt)时，t1导通，输出vo为低电压。输出低电压的值由t1、t2两管导通时所呈现的电阻值之比决定。通常t1的跨导gm1远大于t2管的跨导gm2，以保证输出低电压值在+1v左右。当输入电压vi为低电压(低于管子的开启电压vt)时，t1截止，输出vo为高电压。由于t2管总是处于导通状态，因此输出高电压值约为(vdd-vt)。通常gm1在100～200μs之间，而gm2约为5～15μs。t1导通时的等效电阻rds1约为3～10kω，而t2的rds2约在100～200kω之间。负载管导通电阻是随工作电流而变化的非线性电阻。
在nmos反相器的基础上，可以制成nmos门电路。图2为nmos或非门电路。
图2 mnos或非门电路
只要输入a、b中任一个为高电平，与它对应的mosfet导通时，输出为低电平；仅当a、b全为低电平，所有工作管都截止时，输出才为高电平。可见电路具有或非功能,即
l=a+b
或非门的工作管都是并联的，增加管子的个数，输出低电平基本稳定，在整体电路设计中较为方便，因而nmos门电路是以或非门为基础的。这种门电路主要用于大规模集成电路。
以上讨论和分析了各种逻辑门电路的结构、工作原理和性能，以便于比较，现用它们的主要技术参数传输延迟时间tpd和功耗pd综合描述各种逻辑门电路的性能，如图3所示。
图3 各种门电路的延迟时间与功耗的关系图