Схемотехника КМОП (комплементарных металл-окисел-полупроводник) логических элементов
 |
Рис. 1.2.3 Схема КМОП логического элемента
Таблица истинности такого логического элемента (2И-НЕ) будет выглядеть следующим образом:
| Х1 | Х2 | у |
Достоинства:
· малое энергопотребление (!). Это происходит за счет того, что в последовательной цепи
Еп —общая шина всегда один из транзисторов закрыт.
Недостатки:
· быстродействие КМОП логических элементов ограничено межэлектродными емкостями и значительной постоянной времени цепи заряда и перезаряда: быстродействие КМОП логического элемента при малом энергопотреблении примерно на порядок ниже, чем у логического элемента ТТЛШ;
· реальный логический элемент КМОП в схеме содержит большое количество диодов, выполняющих функцию защиты МОП-транзисторов при изменении логических уровней от возможных перенапряжений.
Диаграмма сравнения ТТЛ и КМОП логических элементов представлена ниже.
| Вход | ТТЛ | Выход | Вход | КМОП | Выход | ||||||||||||
| +5 В | Еп | ||||||||||||||||
| 0,9Еп | |||||||||||||||||
| +4 В | |||||||||||||||||
| +2,4 В | |||||||||||||||||
| 0,5Еп | |||||||||||||||||
| 0,6 В | |||||||||||||||||
| 0,3 В | 0,1Еп | ||||||||||||||||
Рис. 1.2.4 Диаграмма сравнения ТТЛ и КМОП логических элементов.
Примечание: Следует помнить, что выходные токи элемента ТТЛ существенно больше выходных токов КМОП логических элементов. По этой причине подключение к выходу элемента ТТЛ нескольких входов КМОП элементов возможно, и работоспособность устройства сохраняется, а нагрузочная способность КМОП элементов недостаточна для сохранения работоспособности ТТЛ элементов последовательно подключаемых к его выходу.
На диаграмме высокий и низкий логические уровни напряжений для элементов ТТЛ представлены в размерности напряжений, а элементов КМОП в относительных к напряжению источника питания единицах.