điện tử số phần 13

Thiết kế số
Công nghệ thực hiện mạch:
Transistor NMOS và PMOS, cổng logic CMOS
Người trình bày:
TS. Hoàng Mạnh Thắng
TexPoint fonts used in EMF: AAAAA
Giá trị logic và mức điện áp
Vss =0v, Vdd là điện áp nguồn cấp, VDD=+5V/+3.3V
Mức V0,max và V1, min phụ thuộc vào công nghệ
Các chuyển mạch transistor
Mạch logic được hìh thành từ các transistor, và được điều khiển bởi tín hiệu logic x
Loại thường được dùng để thực hiện chuyển mạch là metal oxide semiconductor field efect transistor (MOSFET)
Có 2 loại MOSFET là: N-channel (NMOS) và P-channel (PMOS)
Trước kia mạch dùng hoặc NMOS hoặc PMOS transistors, hiện nay dùng cả hai và được gọi Complementary MOS - CMOS
Chuyển mạch dùng NMOS transistor
Chuyển mạch dùng NMOS transistor
Transistor hoạt động bằng cách điều khiển điện áp VG ở cổng G
Nếu VG ở mức thấp thì không có kết nối giữa cực G và D  transistor ở trạng thái OFF
Nếu VG ở mức cao thì transitor ON và làm việc giống chuyển mạch được đóng giữa cực G và D
PMOS transistor làm việc như chuyển mạch
Chuyển mạch dùng PMOS transistor
Transistor hoạt động bằng cách điều khiển điện áp VG ở cổng G
Nếu VG ở mức CAO thì không có kết nối giữa cực G và D  transistor ở trạng thái OFF
Nếu VG ở mức THẤP thì transitor ON và làm việc giống chuyển mạch được đóng giữa cực G và D
NMOS và PMOS trong mạch logic
NMOS và PMOS trong mạch logic (cont.)
Khi NMOS được ON thì cực D nối xuống GND. Khi PMOS được ON thì cực D nối xuống VDD,
Lý do là: NMOS ko thể dùng để nối cực D hoàn toàn lên VDD và PMOS ko thể dùng để nối cựu D hoàn toàn xuống GND.
Do vậy, cả PMOS và NMOS đuwocj dùng theo cặp trong mạch CMOS
Cổng logic dùng CMOS
Cổng này liên quan đến NMOS khi pull-down network (PDN) và PMOS trong pull-up network (PUN)
Các chức năng được thực hiện bởi PDN và PUN là nghich đảo của nhau
PDN và PUN sử dụng số transistor như nhau và được đặt sao cho đối lập nhau: PDN có các transistor nối nối tiếp thì PUN có các PMOS nối song song và ngược lại.
Cổng logic CMOS
Cổng OR dùng CMOS
Cổng NAND dùng CMOS
Cổng NOR dùng CMOS
Cổng AND dùng CMOS
Cổng OR dùng CMOS
Buffer không đảo dùng CMOS
Cổng truyền dùng CMOS
Buffer 3 trạng thái dùng CMOS