Логические схемы на МДП транзисторах

1. Логические схемы на МДП транзисторах

В логических элементах на МДП-транзисторах используется два типа
транзисторов: управляющие и нагрузочные.
Управляющие – имеют короткий и достаточно широкий канал и поэтому имеют
высокое значение крутизны и управляются малым напряжением.
Нагрузочные, наоборот, имеют более длинный и узкий канал, поэтому имеют
более высокое выходное сопротивление и выполняют роль большого активного
сопротивления.
Существенным преимуществом логических элементов на МДП-транзисторах перед
логическими элементами на биполярных транзисторах является малая мощность,
потребляемая входной цепью.
1

2. Логические схемы

2

3. Логические схемы на МДП транзисторах

Логические элементы на ключах с динамической нагрузкой состоят из одного
нагрузочного и нескольких управляющих транзисторов.
Ключевая схема на МДП транзисторе – схема «НЕ» (инвертор).
3

4. Логические схемы на МДП транзисторах

4

5. Логические схемы на МДП транзисторах

5

6. Логические элементы на МДП транзисторах.

Если управляющие транзисторы включены параллельно, то элемент осуществляет
логическую операцию ИЛИ-НЕ, а при последовательном соединении – операцию
И-НЕ.
6

7. Логические элементы на МДП транзисторах.

7

8. Логические элементы на МДП транзисторах.

В схеме элемента И-НЕ управляющие
транзисторы включены последовательно, поэтому
уровень лог. «0» на выходе схемы имеет место
только при единичных сигналах на обоих входах.
Элементы МДП ТЛ имеют высокую помехоустойчивость, большой логический
перепад, малую потребляемую мощность и сравнительно низкое
быстродействие.
8

9. Логические элементы на КМДП транзисторах.

Применение комплементарных
транзисторов
позволяет значительно снизить
потребляемую мощность от источника
питания.
Пара полевых транзисторов называется комплементарной парой, если они
имеют каналы разного типа проводимости, а остальные параметры у них
одинаковые.
Такие транзисторы позволяют создать инвертор, практически не
потребляющий энергию источника питания как в состоянии логического нуля
на входе, так и в состоянии логической единицы.
Кроме этого, такая схема имеет очень малое выходное сопротивление.
9

10. Логические элементы на КМДП транзисторах.

Инвертор на КМДП транзисторах
10

11. Логические элементы на КМДП транзисторах.

В VT1 ток представляет собой поток электронов,
двигающийся в индуцированном канале, который
образуется при положительном напряжении на затворе.
Чем больше напряжение на затворе, тем больше ток.
Ток управляется положительным напряжением на
затворе.
В VT2 ток представляет собой поток дырок, двигающийся в индуцированном
канале, который образуется при отрицательном напряжении на затворе.
Чем больше напряжение на затворе, тем больше ток.
Ток управляется отрицательным напряжением на затворе.
11

12. Логические элементы на КМДП транзисторах.

12

13. Логические элементы на КМДП транзисторах.

13

14. Логические элементы на КМДП транзисторах.

14

15. Логические элементы на КМДП транзисторах.

Схема ЛЭ КМДП, выполняющего
функцию ИЛИ-НЕ
15

16. Логические элементы КМДП транзисторах.

Транзисторы VT1 иVT3 имеют канал P -типа и открыты при напряжениях
на затворах, близких к нулю.
ТранзисторыVT2 иVT4 имеют канал N -типа и открыты при напряжениях
на затворах, больших порогового значения.
16

17. Логические элементы на МДП и КМДП транзисторах. Компаратор

Если на обоих или на одном из входов действует уровень лог. «1», то на
выходе схемы будет сигнал лог. «0», что соответствует выполнению
логической операции ИЛИ-НЕ.
17

18. Логические элементы на КМДП транзисторах.

Схема ЛЭ КМДП, выполняющего функцию
И-НЕ
18

19. Логические элементы на КМДП транзисторах.

Транзисторы VT1 иVT3 имеют канал P-типа
и открыты при напряжении на затворах,
близких к нулю.
ТранзисторыVT2 иVT4 имеют канал N-типа
и открыты при напряжениях на затворах,
больших порогового значения. Если открыты
оба эти транзистора, то на выходе будет
установлен сигнал «лог 0».
19