VLSI设计基础7-传输管与传输门逻辑
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VLSI设计基础7-传输管与传输门逻辑

刘航宇
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参考书:数字集成电路-电路、系统与设计,本文栏目对其重点进行精简化

传输管逻辑

1. 有比逻辑

传输管逻辑是有比逻辑;互补CMOS是无比逻辑。
简单而言,
无比逻辑:输出的高低电平和尺寸无关。比如互补CMOS可以直接把输出电压拉到VDD或者GND
有比逻辑:输出的高低电平和尺寸有关。基本没办法直接拉到最大逻辑摆幅。
上拉网络由一个负载代替,如下三种常见的负载(电阻负载、有源负载、伪NMOS负载)
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输出端的电压摆幅和门的功能取决于NMOS和PMOS的尺寸比
对于伪NMOS管负载
优点:逻辑门减小,面积减小,只需要n+1个管子,而互补CMOS需要2n个管子
缺点:
有比逻辑,达不到最大逻辑摆幅。
可能没办法完全关断MOS管,静态功耗增加。
应用:面积要求严格,性能要求不高的场景。

2. 传输管逻辑

  1. 区别
    传输管逻辑和互补CMOS有以下差别:
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  2. 串联
    综合以上的区别,原因主要出在于输入端可以从D、G,而输出从S,从而使输出和输入之间存在VTH的压降
    为了减小VTH​带来的影响,传输管串联采用D-S-D-S的方式,而不采用D-S-G-S的方式
    前者只有一个VTH压降,而后者有两个
    如下:
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    3. 互补传输管逻辑(CPL)

    优点:
    互补输入输出
    每个输出节点都有一个低阻路径连接到VDD或者GND
    模块化
    缺点:
    存在VTH,充电充不到VDD,只能充到VDD-VTH
    解决方法:电平恢复、多种阈值晶体管、传输门逻辑
    确定输出:
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    3. 传输门逻辑

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    yekele
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    有比逻辑分类和串联部分的图片放反了