STRUKTUR CMOS

Eri Prasetyo Wibowohttp://pusatstudi.gunadarma.ac.id/pscitra

Structur Komplemen MOSCMOS = NMOS + PMOS structur CMOS adalah campuran transistors NMOS et PMOS digunakan untuk sebuah operasi logika menjadisederhana

Mengapa komplemen ?Sederhana, karena setiap jaringan transistors bisa seting ke logika 0, maupun logika 1

Structure Komplemen MOSCMOS = NMOS + PMOSstructur CMOS adalah campuran transistors NMOS et PMOS digunakan untuk sebuah operasi logika menjadi sederhana

Mengapa komplement ?jaringan P melakukan setting ke ouputnya adalah Vdd Jaringan N melakukan setting ke outputnya adalah Vss

1 nilai 0 nilai

Structur Complemen MOSCMOS = NMOS + PMOSStruktur CMOS memungkinkan untuk membangun elemen dasar logika inverter

+Vdd s Entre 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

Structures Complementary MOSCMOS = NMOS + PMOSStruktur CMOS memungkinkan untuk membangun elemen dasar logika inverter

+Vdd s Entre d Sortie d s

Bagimana Rangkaian bekerja ?Sebuah inverter CMOS dapat dilihat sebagai sebuah saklar ganda secara seri

+Vdd s input d output d s

I QU

ZZ

input = 0 PMOS : driven / Blok NMOS : driven / Blok output = 1

input = 1 PMOS : Driven / Blok NMOS : Driven / Blok Output = 0

Dari Sudut Pandang ElektrikUntuk transistor NMOS :Vd 5V g d s-V

3 daerah kerjaDaerah cut-off :Vgs < Vtn

Cut-off Vgs = Vtn

Daerah Saturasi :Vds > Vgs - Vtn

Vd s

satura si

=

Vg s

linier5 V Vg

tn

Daerah linier :Vds < Vgs - Vtn

Vtn

Dari sudut pandang elektrikUntuk transistor PMOS : 3 daerah kerja Vd 5Vtp

Daerah cut-off :Vgs > Vtp

Vg s

linier

Cut-off Vgs = Vtp

-V

+Vdd s d

Daerah saaturasi :Vds < Vgs - Vtp

Vtp

Vd s

=

g

saturasi

Daerah linier :Vds > Vgs - Vtp Vg

5 V + Vtp

Dari sudut pandang elektrikUntuk inverter CMOS :

5 daerah kerjaVout 5V

NMOS

C

D

N linier Vtn P sat

P Vgs = bloqu cut-off Vt Vin

PMOS

AN cut-off

N sat P linier

E

B

P

sa t

N

sa t

5 V + Vtp

Dari sudut pandang elektrikUntuk inverter CMOS :Vout 5V

5 daerah kerjadaerah A : switch ideal Berjalan di

A

Vgs = Vt

B

E

Salah satu dari 2 transistors driven (PMOS)IN OUT

bloqu

C DVtn

VVin

=0OH

V

=1

5 V + Vtp

V didefinisikan sebagai nilai tertinggi diperoleh pada

Dari sudut pandang elektrikUntuk inverter CMOS : 5 daerah kerja Vout 5V

A

Vgs = Vt

B

E

daerah E : Bekerja di switch ideal ( NMOS) Salah satu dari 2 transistor drivenIN OUT

bloqu

C DVtn

VOL

=1

V

=0

5 V + Vtp

Vin V

didefinisikan sebagai nilai terendah didapat pada output

Dari sudut pandang elektrikUntuk inverter CMOS :Vout 5V

5 daerah kerjadaerah B : dua transistor driven Ini sebuah caractristik padaIL

A

DVtn

bloqu

C

Vgs = Vt

B

E

titik absis

V terhubung ke sebuah kemiringan ngative -1Vin

5 V + Vtp

VIL didefinisikan sebagai input terbesar dinyatakan dengan logika 0

Dari sudut pandang elektrikUntuk inverter CMOS :Vout 5V

5 daerah kerjadaerah C : dua transistor driven Ini sebuahth

A

Vgs = Vt

B

E

titik

bloqu

C DVtn

caractristik V sebagai batas ambang inverter Ini adalah titik mempuyai hubungan :VinOUT IN th

yang

5 V + Vtp

RingkasanUntuk inverter CMOS : daerah A B C D E input < Vtn VIL Vth VIH > (Vdd + Vtp)

5 daerah kerjaoutput VOH VOH Vth VOL VOL NMOS Cut-off saturasi saturasi linier penahan PMOS linier linier saturasi saturasi Cut-off

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

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

Perhitungan VIL, VIH et VthVIL didefinisikan sebagai masukan terbesar dengan logika 0

Avec

perhitungan VIL, VIH et VthVIH didefinisikan sebagai masukan terkecil dengan logika 1

Avec

perhitungan VIL, VIH et VthVth didefinisikan sebagai ambang batas inverter yang tegangan outputsama dengan tegangan input

Avec

perhitungan VIL, VIH et VthUntuk mendapatkan inverter yang simetrik, tegangan Vth harus = VDD On a donc = 1 avec Vtn = - Vtp

= 1

Sebuah teknologi yang sangat efisienStruktur CMOS hampir tidak punya konsumsi ada jalur konduktif antara Vdd dan Vss)Vd 100A Vgs = Vt

statik (tidak

Daya yang dihamburkan hanya berpindah Konsumsi totaltotale statique dd

bloqu

P

=P kapasiti

+ C.V Frquence des .Fcommutations tegangan

Vg

Kelebihan CMOS1 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