Pertemuan 3 Karakteristik Logik Gerbang MOSFET

16
1 Pertemuan 3 Karakteristik Logik Gerbang MOSFET Matakuliah : H0362/Very Large Scale Integrated Circuits Tahun : 2005 Versi : versi/01

description

Pertemuan 3 Karakteristik Logik Gerbang MOSFET. Matakuliah: H0362/Very Large Scale Integrated Circuits Tahun: 2005 Versi: versi/01. Learning Outcomes. Pada Akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa akan dapat menjelaskan karakteristik logik gerbang MOSFET. a = 0. a = 1. y. y. x. - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of Pertemuan 3 Karakteristik Logik Gerbang MOSFET

Page 1: Pertemuan 3 Karakteristik Logik Gerbang MOSFET

1

Pertemuan 3

Karakteristik Logik Gerbang MOSFET

Matakuliah : H0362/Very Large Scale Integrated Circuits

Tahun : 2005

Versi : versi/01

Page 2: Pertemuan 3 Karakteristik Logik Gerbang MOSFET

2

Learning Outcomes

Pada Akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa akan dapat menjelaskan karakteristik logik gerbang MOSFET.

Page 3: Pertemuan 3 Karakteristik Logik Gerbang MOSFET

3

Ideal Switch

a

b

a . 1

b . 11

+

f = a + b

Hubungan paralel:

x y

a = 0

x y

a = 1

buka tutup

a b

1a . 1 (a . 1) . b

g = a . b

Hubungan seri:

Assert-high

Page 4: Pertemuan 3 Karakteristik Logik Gerbang MOSFET

4

Ideal Switch

a b

1a . 1 (a . 1) . b

g = a . b

Hubungan seri:

Assert-lowx y

a = 1

x y

a = 0

buka tutup

Gerbang NOT:

f = a . 1 + a . 0 = a

a

a

a . 1

a . 0

1

+

0

a

1

0

f(x) = a . 1 + a . 0Mux

Page 5: Pertemuan 3 Karakteristik Logik Gerbang MOSFET

5

MOSFET Switch

Source Drain Drain Source

Gate Gate

nFET pFET

Simbol

+

-

+

-

VDD

VSS

Power supply

VDD > 0 V

VSS < 0 V

Ke chip

Dual power supply voltages

+

-

VDDRangkai

anCMOS

Single voltage power supply

0

VDD

Logik 1

Logik 0

Tak tentu

Page 6: Pertemuan 3 Karakteristik Logik Gerbang MOSFET

6

x y = ?

a = 0

x y = x

a = 1

buka tutup

nFET

x y = ?

a = 1

x y = x

a = 0

buka tutup

pFET

MOSFET Switch

Page 7: Pertemuan 3 Karakteristik Logik Gerbang MOSFET

7

nFET

VA

Gate

Source

Drain

+

-VGSn

Mn

Ke VDD

VA

VTn

VDD

A = 1 Mn ON

A = 0 Mn OFF

VA

Gate

Source

Drain

+

-V

SGp

Mp

VDD

VA

(VDD - |VTn

|)

VDD

A = 1 Mp OFF

A = 0 Mp ON

pFET

Ke ground

Threshold voltage

MOSFET Switch

Page 8: Pertemuan 3 Karakteristik Logik Gerbang MOSFET

8

in out

VDD

Vx = 0 V

+

-

+

-V

y = 0 V

in out

VDD

Vx = V

DD

+

-

+

-V

y = V

DD - V

Tn

+-

VTn

in outV

x = 0 V

+

-

+

-V

y = |V

Tp|

|VTp

|-+

Pass CharacteristicsnFET

in outV

x = V

DD

+

-

+

-V

y = V

DD

pFET

MOSFET Switch

Page 9: Pertemuan 3 Karakteristik Logik Gerbang MOSFET

9

Gerbang Logik CMOS

Contr

ol blo

cka

bcin

puts

1

0 VSS

SWn

SWp

VDD

f (a, b, c)

outputC

ontr

ol blo

ck

a

bcin

puts

1

0 VSS

buka

tutup

VDD

f = 1

Contr

ol blo

ck

a

bcin

puts

1

0 VSS

tutup

buka

VDD

f = 0

Page 10: Pertemuan 3 Karakteristik Logik Gerbang MOSFET

10

Gerbang Logik CMOS

Gerbang NOTKe VDD

Mp

Mn

pFET

nFET

x

Ke VSS

Pasangan complement CMOS

Ke VDD

Mp ON

Mn OFF

X = 0

Ke VSS

Ke VDD

Mp OFF

Mn ON

X = 1

Ke VSS

xx x x

0 11 0

Mp

Mn

x

VDD

x

Page 11: Pertemuan 3 Karakteristik Logik Gerbang MOSFET

11

Gerbang Logik CMOS

Gerbang NOR

A B F0 0 10 1 01 0 01 1 0

A

B

F0123

01

AB

1000

MuxF = A + B

Mpx Mpy

Mnx

Mny

A B

1 . A . B

0 . B

0 . A

F = A + B

VDD

Page 12: Pertemuan 3 Karakteristik Logik Gerbang MOSFET

12

Gerbang Logik CMOS

Gerbang NAND0123

01

AB

1110

MuxF = A . B

Mpx

Mnx Mny

A B

Mpy

1 . A

F = A . B

VDD

1 . B

0 . A . B

A B F0 0 10 1 11 0 11 1 0

A

B

F

Page 13: Pertemuan 3 Karakteristik Logik Gerbang MOSFET

13

Gerbang Logik CMOS

N

Fan-out N Fan-in M

M

Page 14: Pertemuan 3 Karakteristik Logik Gerbang MOSFET

14

Gerbang Logik CMOS

Gerbang Complex

A B

VDD

1 . A

C

1 . B . C

F = A . 1 + (B . C) . 1

A

BC

BC

A

F F

F = A . (B + C)

= A + (B + C)

= [A + (B . C)] . 1

= A . 1 + (B . C) . 1

AB C

0 . [A . (B + C)]

0 . (B + C)

F = 0 jika A = 1 AND (B+C ) = 1

0 . [A . (B + C)]

VDD

B

C

A

B

A

F

C

Page 15: Pertemuan 3 Karakteristik Logik Gerbang MOSFET

15

Clock dan Aliran Data

1

1

0 T 2T

time

time

T

1 f

hold t 2

T

Blok 1

Blok 2

Blok 3

System clock

Block level system timing diagram

Page 16: Pertemuan 3 Karakteristik Logik Gerbang MOSFET

16

RESUME

• Ideal Switch: assert high, assert low.

• MOSFET Switch: nFET, pFET.

• Gerbang logic CMOS.

• Clock dan aliran data.