Formulario elettronica digitale

Formulario elettronica digitale

Costruzione di funzioni logiche

 A parallelo B = + =  A serie B = ∙ = (: = + = ∙ = )

Alcune tipologie di funzioni implementate sono

Funzionamento transistore N-MOS

On: > Triodo: < − ( ) = − − 2 Saturazione: > − ( )− = 2

Funzionamento transistore P-MOS

On: < Triodo: − < ≤ 0 ( ) = − − 2 Saturazione: < − ( )− = 2

Le formule valgono sia per i transistori di tipo enhancement sia per quelli depletion. Nelle formule si trascura l’effetto body, che si verifica quando la tensione fra bulk e source è diversa da 0 = + Φ + − Φ, = + −Φ + − −Φ

Invertitori CMOS

= −, = − =, =

Caratteristica statica ingresso-uscita

1. N spento, P lineare (< < ) 1 1( ) ( )( ( ) = 0, = − − = − − − ) − −2 21( )( ) ( ) − − − − − =0→2 =
2. N saturo, P lineare | | ≤ ≤ − ≥ + | | 1( ) ( )( ( ) = −, = − − − ) − −2 2 ( )( ( ) ( ) − − − ) − − = −
3. N saturo, P saturo | | ≤ ≤ − − ≤ ≤ + | | ( ) ( ) = −, = − −2 2 ( ) ( )− − = − 2 2 La corrente non dipende da V ( ) è come una serie di generatori di corrente pilotati (da ). Si riesceDS a ottenere quindi uno specifico valore di per il quale si è in regione di saturazione per entrambi: questovalore dipende da,
4. N lineare, P saturo | | ≤ ≤ − ≤ − 1 ( ) ( ) = − −, = − −2 2 ( ) ( ) − − = − −
5. N lineare, P spento (> +) 1( ) = − − 2 → = 01( ) − − =0→ = =02

NOTA: il valore pessimo di VOL e VOH si trovano per il minimo valore di Seq, per poi uguagliare I(p) e I(n)

Transitori a costante scarica attraverso N-MOS

a V – V costante - GS TNSaturazione V costante (se completa, inizia a V e finisce a V – V): GS DD DD TN −2 2 = = ( − ) ( − )

Triodo V costante

(se completa, inizia a V – V e finisce a V): GS DD TN OL max2( − ) − = ( − ) 2( − ) − 2( − ) − = ( − )

Complessivo per V = V : = + GS DD 2 1 2( − )− = + ( − ) − 2

Con transitorio esaurito al 90% si ha V = V =0.1V quindi: DSfin OLmax DD2 1 2( − ) − 0,1 = + ( − ) − 2 0,1

Carica attraverso P-MOS

n a V -V costante- GS TPSaturazione V costante (se completa, inizia a -V e finisce a -V – V): GS DD DD TP −2 2 − = = (− ) (− )

Triodo V costante

(se completa, inizia a -V –V e finisce a V – V): GS DD TP OH min DD) 2( + ) − = ( + ) 2( + ) −

Complessivo per V = V : = + GS DD 2 − 1 2( + ) − ( − ) = + ( + ) + 2 ( − )

Con transitorio esaurito al 90% si ha V = V - V = 0.9V - V = 0.1V quindi: DSfin OHmin DD DD DD DD2 − 1 2( + ) − 0,1 ) = + ( + ) + 2 0,1

In generale per e valgono le seguenti semplificazioni

| |2 = 2 = e | |1 1 2(1 − ) − 0,1 () = + ln, = =1− 1− 2 0,1 In cui si hanno i seguenti valori comuni di F| |

• | | . ∧ . ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ 0.8
• | | . ∧ . ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ 0.748
• | | ∧ . ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ 0.63

Transitori a NON costante scarica attraverso P-MOS

n a V e V costanti - GD TPSaturazione − > → > 2 1 1 =− − − −

Triodo − < → <