|
| |
|
Главная Журналы 12.2. Логика с дополнительной симметрией (ДСЛ) [348, 349] Как указывалось ранее, использование дополнительной симметрии в МОП-ИС позволяет снизить потребляемую мощность и увеличить быстродействие и помехоустойчивость системы. Эти преимущества достигаются, однако, за счет возрастания площади кристалла и усложнения технологии производства, так что отношение стоимости к быстродействию оказывается достаточно высоким (343, 350]. 12.2.1. Время переключения [351]. Типовая схема инвертора ДСЛ представлена на рис. .137. Если входное напряжение Vi равно напряжению питания Vss, то транзистор Q2 заперт и потенциал стока Qi практически равен нулю* (состояние «О»). При Vi = 0 заперт Qi и потенциал выхода равен Vss (состояние «1»). Статическую передаточную характеристику инвертора можно разделить на пять областей (рис. 137,6). В областях /, и IV, V один из транзисторов заперт или близок к запиранию и работает в режиме насыщения, а другой" находится в ненасышенном режиме. В области / оба. транзистора насыщены. Передаточную характеристику инвертора можно рассчитать иа основании упрощенной теории МОП-ПТ, согласно которой уравнения стоковой характеристики п-канального прибора имеют вид: VoiVj-Vr)- ldn==-{Vj-Vrfjr Vo<Vj~Vrfj \Vi>Vtn /Vo>Vj-VrA [Vj>Vr (12-8) где /Cw=pn* ZCo/L. Аналогично для прибора с р-каналом: iVo-Vss) iVi-Vss-Vrp)- (Fo-Fss) Idp = {Vj-Vss-Vrpr, (Vo>Vj-Vtp\ \ [Vj<Vss + Vtp, (12-9) (VoKVj-Vrp-, \ [VjKVss + VtpI * Типичное значение тока утечки сток - исток запертого МОП ПТ при Уюв=10 В и Vgs=0 не превышает 0,1 мкА, т. е. при анализе схемы им можно пренебречь. Для трех областей (рис. 137, б), где Id¥=0; . /олг+/рр-0; . (12-10) и уравнения для переходной характеристики запишутся в виде: П. Vo = Vi-Vrp + {Vss-Vrp-Vif Kn Кр {Vi-VrNf III. VjVl для [v)-VrN)€VK{V]--Vrp); IV. Vo = Vi-VrN- Иго-
 Рис. 137. Основная схема инвертора ДСЛ (а) и его передаточная характеристика (б). Vtn. Vtp - напряжения отсечки п- и р-канального приборов Построенная на основании этих уравнений характеристика для случая Vrjv = 2 В, 1/гр = -3 В, Ув8=10 В и /<лг Ср= 1 представлена на рис. 138; точками обозначены экспериментальные результаты, полученные на приборе с параметрами, близкими к указанным. Следует отметить, что, в отличие от инвертора ИНЛ, рассмотренная схема обладает четко определенными уровнями «О» и «1» и более резкой переходной областью. Подставляя (12-8) и (12-9) в (12-10), можно получить входное напряжение 1/*, соответствующее крутому участку характеристики: У88ЛУтр + УтмУКы1Кр 1+VKn/Kp Максимальная помехоустойчивость будет иметь место, когда Vi* = Vssl2. При FTp = VTff этому соответствует Kn=Kp. 4-i. "0" I 0 2 4= 6 В 10 В - Рис. 138. Расчетная и экспериментальная характеристики инвертора  0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Рис. 139. Соотношение между напряжениями .отсечки н величиной отношения KkIKp при равной помехоустойчивости состояний «1» и «0>J 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 [ 79 ] 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 |
||||||||||||||||||