Логические элементы на дополняющих к-МОП- транзисторах

Применение МОП-транзисторов для построения логических схем позволяет построить электрические схемы, которые обеспечивают в статическом режиме отсутствие потребления постоянного тока при любой комбинации входных сигналов. В этих схемах для построения логических элементов используются одновременно оба типа МОП-транзисторов или, как говорят, к-МОП-транзисторы.

     Рис.2.28. Инвертор на к-МОП-транзисторах

На рис 2.28 представлена принципиальная схема инвертора на дополняющих (к-МОП) транзисторах. Особенностью схемы является последовательное включение дополняющих транзисторов. Точка объединения  затворов является входом инвертора, а точка объединения стока и истока – выходом.  

Если U_вх = U_н, открыт Т₂

Если U_вх = U_в открыт Т₁.

При постоянном входном напряжении один из транзисторов закрыт.

    1) X=0 - Т₂ открыт, Т₁ закрыт, F = U_в ;

2) X=U_в - Т₁ открыт, Т₂ закрыт, F = U_н = 0.

                                            Таблица 2.13

X	F
0	1
1	0

       

Т. е., как видно из табл. 2.13 схема выполняет логическую функцию “НЕ” или инверсию.

 На рис.2.29 - Т₁,Т₂  n-МОП- транзисторы,

Т₃, Т₄ p- МОП - транзисторы.

U_в = U_п :=1, U_н = 0В:=0 это справедливо для положительной логики.

 

Рис. 2.29. Принципиальная схема ЛЭ на к-МОП- транзисторах

 

Сначала рассмотрим работу ЛЭ в условиях положительной логики (F₁ ). Принимаем U_в:=1 и U_н:=0:

1) X₁ = X₂ = 0В := 0, Т₁, Т ₂ – закрыты, Т₃, Т₄ – открыты, F₁=U_в:=1;

2) X₁ = U_в , X₂ = U_н, Т₁ – открыт, Т₂ – закрыт, Т₃ – закрыт, Т₄ – открыт, F₁=U_н:= 0;

3) X₁ = X₂ =U_в, Т₁, Т₂ – открыты, Т₃, Т₄ – закрыты, F₁=U_н:=0,  

F₁= X₁V X₂.

Функция F₂ отражает работу ЛЭ при U_в:=0, U_н:=1, т.е. при отрицательной логике.

В табл. 2.14 представлена таблица истинности (ТИ) ЛЭ на 

к- МОП- транзисторах.

F₁= X₁ V X₂                                         F₂= X₁ & X₂.

 

                    

                          Таблица 2.14

X1	X2	F1	F2
0	0	1	1
1	0	0	1
0	1	0	1
1	1	0	0

В табл. 2.14 представлена таблица истинности (ТИ) ЛЭ на 

к- МОП- транзисторах.

 F₁= X₁ V X₂                               F₂= X₁ & X₂.

 

Оценим характеристики логических схем на МОП-транзисторах. 

Преимущества:

1)  высокое входное сопротивление R_вх≤ 10 Ом ;

2) малые размеры и высокая технологичность при производстве интегральных микросхем;

3) возможность использовать МОП-транзисторы в роли активного сопротивления, что обеспечивает однородность схемы;

4) лучшая, чем у ТТЛ-схем помехоустойчивость. Это объясняется высоким уровнем входного сигнала;

5) большая амплитуда полезного сигнала Un;

6) способность пропускать ток в обоих направлениях;

7)невысокая стоимость;

7) для к-МОП-схем - отсутствие потребления тока в статическом состоянии.

 Недостатки:

1)   высокое напряжение  питания;

2)   невысокое быстродействие для к-МОП t_зад.ср. 50нс;

3)   для схем на к-МОП- транзисторах любая логическая схема на N-входов требует 2N- транзисторов.

При создании интегральных схем с большой степенью интеграции используются широко именно схемы на МОП- транзисторах, в частности, строятся таким образом матрицы оперативных запоминающих устройств. С использованием этой технологии построены:

- на n-МОП –транзисторах микропроцессорные комплекты -К580, К581;

на к-МОП-транзисторах - системы цифровых элементов К176, К561.

---

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 391; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!