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Visualizzazione dei post da luglio, 2024

Tempo di propagazione nella logica pass-transistor - legge di Elmore (39)

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 La logica a pass-transistor consente di realizzare porte logiche con un numero ridotto di transistori MOS. Come è stato visto per una catena di porte logiche in CMOS , si analizza ora il tempo necessario che un segnale impiega ad attraversare una catena di pass-transistors (figura 1), con le dovute approssimazioni. Figura 1: catena di pass-transistors.   Per effettuare l'analisi, in ingresso viene mandato un segnale a gradino che all'istante t = 0 passa istantaneamente da 0 a V DD . Dalla definizione di pass-transistor , l'uscita passa dal valore basso al valore alto in un dato intervallo di tempo, come mostrato nei grafici in figura 2. Figura 2: andamento della tensione d'ingresso e di uscita in una catena di pass-transistors. Il segnale alto all'ingresso e ai capi del gate di ogni transistore comporta che tra drain e source scorre una corrente che dipende dalla tensione V DS non linearmente.  Nel calcolo del tempo di propagazione, tuttavia, si farà uso di una ...

Funzioni logiche con i pass-transistor (38)

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 La logica a pass-transistor può essere impiegata nella creazione di porte logiche con un grande vantaggio: l'area occupata è notevolmente inferiore rispetto a una porta logica realizzata in CMOS. La rete di pass-transistors è la realizzazione di una rete di interruttori controllati da un numero definito di segnali. Si consideri la porta AND : dalla tabella della verità, è noto che l'uscita di questa porta è al valore alto solo se tutti gli ingresso sono al valore alto. Con due ingressi, la tabella ottenuta è: è possibile affermare che: quando il segnale VA è basso, anche l'uscita è bassa; quando il segnale VA è alto, l'uscita è pari a VB. Lo sviluppo di un circuito con pass-transistor avviene in questo modo: possiamo considerare VA non solo come segnale di ingresso, ma anche come segnale di controllo . Dal primo punto, quando VA è basso, il segnale viene portato in uscita tale: si userà un pMOS,  che funziona da interruttore normalmente chiuso, per connettere il se...

Logica a pass-transistor - transmission gate(37)

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 La nuova famiglia logica dei pass-transistor  è un'importante applicazione digitale dei transistori a effetto di campo. Un pass-transistor singolo ha l'obiettivo di riportare sull'uscita lo stesso valore presente sull'ingresso. Un esempio è rappresentato in figura 1. Figura 1: pass-transistor di tipo n (a sinistra) e di tipo p (a destra). Un transistore MOS, in circuiti digitali, ha la funzione di interruttore controllato da un segnale digitale, il quale può dunque assumere solo valore alto o valore basso. In particolare, il transistore nMOS può essere visto come un interruttore normalmente aperto (NO), che viene chiuso quando il segnale sul gate assume valore alto; al contrario, il transistore pMOS può essere visto come un interruttore normalmente chiuso (NC), che viene aperto nel momento in cui il segnale sul gate assume valore alto. Allo stesso modo, il pass-transistor di tipo n (tipo p) acceso è come un interruttore chiuso (aperto) e consente il flusso della corr...

Tempi di propagazione in una catena di porte logiche CMOS (36)

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Figura 1: catena di invertitori CMOS. Il tempo di propagazione di una logica CMOS è stato ottenuto, in forma del tutto approssimata, come il rapporto tra la capacità associata al carico e il prodotto tra il coefficiente  β  e l'alimentazione. Ridurre il tempo di propagazione è un procedimento che prevede la modifica di alcuni parametri: a parte la mobilità, che di norma non può essere modificata, se non con procedimenti di drogaggio, può decidersi, a livello circuitale, di aumentare l'alimentazione nei limiti del buon funzionamento. Inoltre, a livello di processo tecnologico, può essere ridotta la lunghezza del canale fino al limite imposto dalle ultime tecnologie appunto. La figura 1 rappresenta una catena di invertitori CMOS, che modellizzano una sequenza di porte logiche, ridotte a un semplice invertitore con il classico procedimento di MOS in serie e in parallelo . Dimensionamento singolo stadio Tutti gli invertitori sono caratterizzati dallo stesso coefficiente β, defin...