3.9.Принцип роботи мікросхем на кмон-транзисторах
Як видно зі схеми інвертора, показаної на рис.3.18, вона складена з транзисторів різного типу провідності (КМОН-транзисторів) Транзистор n-типу підключений витоком до нульового потенціалу (загальна шина), транзистор р- типу-до позитивної шини джерела живлення. Така схема забезпечує роботу в режимі позитивної логіки. Цифрові мікросхеми на КМОН-транзисторах відрізняються рядом переваг у порівнянні з мікросхемами на рМОН-транзисторах. Вони мають малу потужність споживання в статичному режимі (одиниці мікроватт), відносно високу швидкодію, добру завадостійкість і достатньо велику навантажувальну спроможність. Потужність споживання схемою на КМОН-транзисторах, витрачається в основному під час перехідного процесу на заряд вихідних паразитних ємностей схеми і власних ємностей транзистора. Тому із збільшенням частоти переключення схеми
Рис.3.18. Схеми на КМОН транзисторах: а-АБО-НЕ, б-І-НЕ; в-АБО-2АБО-НЕ, г-лічильний тригер.
в статичному режимі потужність визначається напругою живлення і струмами утечки закритого МОН транзистора. На КМОН-транзисторах, як і на рМОН-транзисторах, можуть бути побудовані статичні, квазістатичні і динамічні схеми.
Статичні логічні схеми І- НЕ, АБО - НЕ, АБО-2АБО - НЕ і схема лічильного тригера наведені на рис.3.18. Перезаряд ємності навантаження Сн схем на КМОН-транзисторах завжди здійснюється через відкритий транзистор р - або п-типу, що підвищує швидкодію схеми. Для зменшення потужності споживання в динамічному режимі, необхідно знижувати ємність навантаження Сн. Мінімальна напруга живлення схеми на КМОН-транзисторах визначається напругою відкривання Uîòê р р-канального транзистора, бо воно більше, ніж напруга Uотк n.
3.9.Інтегральна інжекційна логіка
На основі найпершої з біполярних схем — транзисторної логіки з безпосередніми зв'язками (ТЛБЗ)-в останні роки з'явилася інтегральна інжекційна логіка (І2Л). З допомогою схем W-л вдалося подолати традиційні недоліки біполярних мікросхем: малу щільність компоновки і високу розсіюючу потужність на ЛЕ. Щільність компоновки схем І2Л навіть перевищує щільність МОН-схем (вдається розмістити більш 1000 елементів на 1 мм2), а розсіююча потужність порівняна з потужністю КМОН-схем. Велика швидкодія, властива біполярним мікросхемам, при цьому зберігається (час затримки розповсюдження на ЛЕ досягає 5 нс). Найбільш відомі варіанти базових інверторних схем WR і W!\з діодами Шотки показані на рис.3.19.
Невелика розсіююча потужність схем І2Л пояснюється відсутністю резисторів. Інжекція носіїв в область бази транзистора здійснюється з допомогою активних генераторів струму, виконаних на р n p транзисторах.
Рис.3.19. Базові інверторні схеми типу І2Л.
Велика швидкодія при малих потужностях споживання пояснюється незначними паразитними ємностями, відсутністю накопичування заряду і дуже невеликою різницєю логічних рівнів. ЛЕ, що входять до схеми, можна розміщувати вздовж інжекційних шин, що спрощує топологію. Крім того, на одному кристалі можна об'єднати як цифрові схеми так і аналогові мікросхеми. Прикладом такої схеми може служити мікросхема 541,яка розроблена і серійно випускається. Досліджуючи подальші можливості інжекцийної логіки, були створені схеми WI\(серія 583ВГ2). Однак, широкого застосування вони ще не отримали. Тенденція останніх років — розробка і широке застосування мікросхем з діодами Шотки-ТТЛШ і МОН-схеми з n каналом, а також схеми КМОН, сумісні по цокольовці з масовими серіями ТТЛ-схем.