Similar presentations:
Цифровая схемотехника. КМОП логика
1. 09
2.
Семейство TTLНедостаток – большое энергопотребление
Практически невозможно использовать в
устройствах с автономным питанием.
Причина – биполярный транзистор управляемый током базы.
Необходим новый электронный компонент
3.
Полевой транзисторMOS FET
Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors
Metal
n
+
4.
Полевой транзисторMOS FET
Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors
n- Канал
Карманы
5.
Полевой транзисторMOS FET
Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors
-
+
Карманы
Режим обеднения канала.
Depletion mode.
6.
Полевой транзисторMOS FET
Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors
+
-
Карманы
Режим обогащения канала.
Enhancement mode.
7.
Полевой транзисторКак сделать?
Вариант 1
Металл
Metal
Окисел
(Диэлектрик)
Oxide
Semiconductor
Полупроводник
МОП транзистор
или
МДП транзистор
MOS Transistor
n - channel
8.
Полевой транзисторКак сделать?
Вариант 1
Затвор
Gate
Исток
Source
Сток
Drain
МОП транзистор
или
МДП транзистор
MOS Transistor
n - channel
9.
Полевой транзисторMOSFET обозначение
Затвор
Gate
Исток
Source
Сток
Drain
D
n - channel
G
D
G
S
S
D
D
Затвор
Gate
Исток
Source
Сток
Drain
p - channel
G
G
S
S
10.
Полевой транзисторMOSFET включение и характеристики
D
G
S
Depletion
Enhancement
Неудобный ключ
Открывается плюсом.
Закрывается минусом.
11.
Полевой транзистор с управляющим p-n переходомJFET (Junction Field-Effect Transistor)
Depletion
Enhancement
Это не ключ
Транзистор не насыщается
12.
Полевой транзистор с индуцированным каналомMOSFET
Ну и как этот транзистор открыть?
13.
Полевой транзистор с индуцированным каналомMOSFET
Более точная структура
Подложка
Основные носители
Неосновные носители
14.
Полевой транзистор с индуцированным каналомMOSFET
0
15.
Полевой транзистор с индуцированным каналомMOSFET
+
16.
Полевой транзистор с индуцированным каналомMOSFET
+2
17.
Полевой транзистор с индуцированным каналомMOSFET
+4
Инверсия типа проводимости
18.
Полевой транзистор с индуцированным каналомMOSFET
+4
Индуцированный канал
19.
Полевой транзистор с индуцированным каналомMOSFET
+4
20.
Полевой транзистор с индуцированным каналомMOSFET
+
Смещенная парабола
Только режим обогащения
Enhancement mode
21.
Полевые транзисторыТипы
-/+
+/-
+
0
0
+
+
MOSFET
0
0
JFET
p-channel
0
+
+
n-channel
+
+
0
-
0
Enhancement
MOSFET
0
Enhancement
MOSFET
Полевой транзистор с
индуцированным каналом
22.
Полевой транзистор - развитиеMOSFET
FinFET (3D MOSFET)
http://ieeexplore.ieee.org/ieee_pilot/articles/96jproc02/96jproc02-appenzeller/article.html
23.
Комплементарная пара полевых транзисторов+
+
0
0
24.
КМОП логика. Инвертор.p-channel
0
+
n-channel
+
0
Передаточная характеристика симметрична,
т.к. транзисторы комплементарны!
25.
КМОП логика. Питание и логические уровни.Напряжение питания Ucc может меняться в широких пределах.
Передаточная характеристика будет просто масштабироваться.
КМОП уровни
Uin0
(0÷30%)Ucc
Uin1
(70÷100 %) Ucc
Uout0
0 В
Uout1
Ucc
26.
КМОП логика. Основные логические элементы.Инвертор
Сравните с инвертором ТТЛ
27.
КМОП логика. Основные логические элементы.2 ИЛИ-НЕ
2 NOR
B
A
Q
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
28.
КМОП логика. Основные логические элементы.2 И-НЕ
2 NAND
B
A
Q
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
29.
КМОП логика. Потребление.Pd (Power Dissipation)