Bài giảng Thiết kế số - Công nghệ thực hiện mạch: Transistor NMOS và PMOS, cổng logic CMOS - Hoàng Mạnh Thắng

Thiết kế số Công nghệ thực hiện mạch:Transistor NMOS và PMOS, cổng logic CMOSNgười trình bày: TS. Hoàng Mạnh ThắngTexPoint fonts used in EMF: AAAAAGiá trị logic và mức điện ápVss =0v, Vdd là điện áp nguồn cấp, VDD=+5V/+3.3VMức V0,max và V1, min phụ thuộc vào công nghệCác chuyển mạch transistorMạch logic được hìh thành từ các transistor, và được điều khiển bởi tín hiệu logic xLoại thường được dùng để thực hiện chuyển mạch là metal oxide semiconductỏ 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 - CMOSChuyển mạch dùng NMOS transistorChuyển mạch dùng NMOS transistorTransistor 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 OFFNếu VG ở mức cao thì transitor ON và làm việc giống chuyển mạch được đóng giữa cực G và DPMOS transistor làm việc như chuyển mạchChuyển mạch dùng PMOS transistorTransistor 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 OFFNếu VG ở mức THẤP thì transitor ON và làm việc giống chuyển mạch được đóng giữa cực G và DNMOS và PMOS trong mạch logicNMOS 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 CMOSCổng 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 nhauPDN 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 CMOSCổng NOT dùng CMOSCổng NAND dùng CMOS Cổng NOR dùng CMOSCổng AND dùng CMOSCổng OR dùng CMOSBuffer không đảo dùng CMOSCổng truyền dùng CMOSBuffer 3 trạng thái dùng CMOS