STRUKTUR CMOS. Eri Prasetyo Wibowo.

Transkripsi

1 STRUKTUR CMOS Eri Prasetyo Wibowo

2 Structur Komplemen MOS CMOS = NMOS + PMOS structur CMOS adalah campuran transistors NMOS et PMOS digunakan untuk sebuah operasi logika menjadi sederhana Mengapa komplemen? Sederhana, karena setiap jaringan transistors bisa seting ke logika 0, maupun logika 1

3 Structure Komplemen MOS CMOS = NMOS + PMOS structur CMOS adalah campuran transistors NMOS et PMOS digunakan untuk sebuah operasi logika menjadi sederhana Mengapa komplement? jaringan P melakukan setting ke 1 nilai ouputnya adalah Vdd Jaringan N melakukan setting ke 0 nilai outputnya adalah Vss

4 Structur Complemen MOS CMOS = NMOS + PMOS Struktur CMOS memungkinkan untuk membangun elemen dasar logika inverter Entrée +Vdd s d Sortie d s 1 - Source dari PMOS adalah sebuah Vdd 2 - Source dari NMOS adalah sebuah ground 3 - gate terhubung sebagai input 4 - Drains terhubung ke output

5 Structures Complementary MOS CMOS = NMOS + PMOS Struktur CMOS memungkinkan untuk membangun elemen dasar logika inverter +Vdd s Entrée d Sortie d s

6 Bagimana Rangkaian bekerja? Sebuah inverter CMOS dapat dilihat sebagai sebuah saklar ganda secara seri input +Vdd s d output d s QUIZZ input = 0 PMOS : driven / Blok NMOS : driven / Blok output = 1 input = 1 PMOS : Driven / Blok NMOS : Driven / Blok Output = 0

7 Dari Sudut Pandang Elektrik Untuk transistor NMOS : 3 daerah kerja Vd 5 V Vgs = Vtn Cut-off d g s satura si linier Vds = Vgs - Vtn Daerah cut-off : Vgs < Vtn Daerah Saturasi : Vds > Vgs - Vtn Daerah linier : Vds < Vgs - Vtn Vtn 5 V Vg

8 Dari sudut pandang elektrik Untuk transistor PMOS : 3 daerah kerja Vd 5 V Daerah cut-off : Vgs > Vtp Vtp linier +Vdd s g d saturasi Vds = Vgs - Vtp Vgs = Vtp Cut-off Daerah saaturasi : Vds < Vgs - Vtp Daerah linier : Vds > Vgs - Vtp 5 V + Vtp Vg

9 Dari sudut pandang elektrik Untuk inverter CMOS : 5 daerah kerja Vout PMOS NMOS 5 V A N cut-off N sat P linier B N sat P sat C D N linier E bloqué P cut-off Vgs = Vt Vtn P sat 5 V + Vtp Vin

10 Dari sudut pandang elektrik Untuk inverter CMOS : 5 daerah kerja Vout 5 V A B E Vgs = Vt daerah A : Berjalan di switch ideal Salah satu dari 2 transistors driven (PMOS) IN OUT C D bloqué V OH = 0 V = 1 Vtn 5 V + Vtp Vin V didefinisikan sebagai nilai tertinggi diperoleh pada

11 Dari sudut pandang elektrik Untuk inverter CMOS : 5 daerah kerja Vout 5 V A B E Vgs = Vt daerah E : Bekerja di switch ideal ( NMOS) Salah satu dari 2 transistor driven IN OUT C D bloqué V OL = 1 V = 0 Vtn 5 V + Vtp Vin V didefinisikan sebagai nilai terendah didapat pada output

12 Dari sudut pandang elektrik Untuk inverter CMOS : 5 daerah kerja Vout 5 V A B E Vgs = Vt daerah B : dua transistor driven Ini sebuah titik caractéristik pada absis IL Vtn C D bloqué 5 V + Vtp Vin V terhubung ke sebuah kemiringan négative -1 V IL didefinisikan sebagai input terbesar dinyatakan dengan logika 0

13 Dari sudut pandang elektrik Untuk inverter CMOS : 5 daerah kerja Vout 5 V A B C D E Vgs = Vt bloqué daerah C : dua transistor driven Ini sebuah titik caractéristik V sebagai batas ambang inverter Ini adalah titik yang mempuyai hubungan : th Vtn 5 V + Vtp Vin OUT IN th

14 Ringkasan Untuk inverter CMOS : 5 daerah kerja daerah input output NMOS PMOS A < V tn V OH Cut-off linier B V IL V OH saturasi linier C V th V th saturasi saturasi D V IH V OL linier saturasi E > (V dd + V tp ) V OL penahan Cut-off

15 Noise margin Noise Margin mewakili variasi tegangan maksimum yang diperbolehkan pada input / output dari suatu rangkaian

16 Noise margin Noise Margin mewakili variasi tegangan maksimum yang diperbolehkan pada input / output dari suatu rangkaian

17 Perhitungan V IL, V IH et V th VIL didefinisikan sebagai masukan terbesar dengan logika 0 Avec

18 perhitungan V IL, V IH et V th V IH didefinisikan sebagai masukan terkecil dengan logika 1 Avec

19 perhitungan V IL, V IH et V th V th didefinisikan sebagai ambang batas inverter yang tegangan output sama dengan tegangan input Avec

20 perhitungan V IL, V IH et V th Untuk mendapatkan inverter yang simetrik, tegangan V th harus = ½ V DD On a donc = 1 avec V tn = - V tp = 1

21 Sebuah teknologi yang sangat efisien Struktur CMOS hampir tidak punya konsumsi statik (tidak ada jalur konduktif antara Vdd dan Vss) Vd 100µA Daya yang dihamburkan hanya berpindah Vgs = Vt Konsumsi total totale statique dd bloqué P kapasiti = P + C.V Fréquence ².F des commutations Vg tegangan

22 Kelebihan CMOS 1 konsumsi energi rendah 2 sedikit noise 3 Beroperasi pada beberapa puluh MHz 4 Logika detentukan oleh nilai tegangan 5 transisi waktu simetris 6 skematik relatif sederhana