VLSI设计基础7-传输管与传输门逻辑

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）



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：
   

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：
   

   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：
   
   

   3. 传输门逻辑