1.4.1 Инвертор на моп тл (операция не)
а)
Пусть
.
Тогда транзистор заперт, т.к. канал не
образуется. Сопротивление закрытого
транзистора велико, следовательно,
велико и падение напряжения на нем, т.е.
на выходе установится высокий потенциал,
соответствующий логической единице:
.
б)
Пусть
.
Транзистор открыт, т.к. в нем образуется
n-канал.
Сопротивление открытого транзистора
мало, следовательно, мало и падение
напряжения на нем, т.е. на выходе
установится низкий потенциал,
соответствующий логическому нулю:
.
Таким образом, схема выполняет операцию НЕ.
Недостаток
схемы:
применение высокоомного резистора
стоковой нагрузки
приводит к увеличению площади ИМС и к
уменьшению плотности компоновки.
Поэтому
этот резистор заменяют динамической
нагрузкой
– всегда открытым МОП-транзистором.
Сопротивление этого МОП-транзистора и
играет роль резистора
.
При этом увеличивается плотность
компоновки, все элементы создаются в
едином технологическом цикле, что
уменьшает время разработки ИМС и ее
стоимость – достоинство.
Сток
и Затвор транзистора
соединены, т.е. на затвор подается высокий
потенциал, поэтому этот транзистор
открыт всегда, пока действует напряжение
питания
.
1.4.2 МОП ТЛ (ИЛИ-НЕ)
Транзисторы
соединены параллельно.
-
динамическая нагрузка (открыт всегда).
-
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
а)
Пусть
.
Транзисторы
будут закрыты, т.к. каналы в них не
образуются. Сопротивления закрытых
транзисторов велики. Т.к. транзисторы
соединены параллельно, их общее
сопротивление также будет велико,
следовательно, велико будет и падение
напряжения на нем, т.е. на выходе
установится высокий потенциал:
.
б)
Пусть
.
При этом транзисторы
будут открыты, т.к. в них образуются
каналы. Сопротивления открытых
транзисторов малы, общее сопротивление
их также будет мало, следовательно, мало
будет и падение напряжения на нем, т.е.
на выходе установится низкий потенциал:
.
в)
Пусть
.
При этом
открыт (в нем образуется канал),
сопротивление его мало.
закрыт (канал в нем не образуется), его
сопротивление велико. Общее сопротивление
при параллельном соединении будет
меньше меньшего, т.е. мало, следовательно,
мало будет и падение напряжения на нем,
т.е. на выходе установится низкий
потенциал:
.
Таким образом, схема выполняет операцию ИЛИ-НЕ.
1.4.3 МОП ТЛ (И-НЕ)
Транзисторы
соединены последовательно.
-
динамическая нагрузка (открыт всегда).
-
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
а)
Пусть
.
Транзисторы
будут закрыты, т.к. каналы в них не
образуются.
Сопротивления
закрытых транзисторов велики. Т.к.
транзисторы соединены последовательно,
их общее сопротивление, равное сумме
этих сопротивлений, будет велико,
следовательно, велико будет и падение
напряжения на нем, т.е. на выходе
установится высокий потенциал:
.
б)
Пусть
.
При этом транзисторы
будут открыты, т.к. в них образуются
каналы. Сопротивления открытых
транзисторов малы, общее сопротивление
их также будет мало, следовательно, мало
будет и падение напряжения на нем, т.е.
на выходе установится низкий потенциал:
.
в)
Пусть
.
При этом
открыт (в нем образуется канал),
сопротивление его мало.
закрыт (канал в нем не образуется), его
сопротивление велико. Общее сопротивление
при последовательном соединении будет
велико, следовательно, велико будет и
падение напряжения на нем, т.е. на выходе
установится высокий потенциал:
.
Таким образом, схема реализует операцию И-НЕ.