Логические элементы на р-канальных МОП-транзисторах (рМОП)

Логические элементы МОП-подсемейства строятся на базе самозапирающихся канальных МОП-транзисторов. Схема простого МОП-элемента показана на рис. 6.82. На выходе Z присутствует уровень L, если по крайней мере один из транзисторов заперт.

 
               
Изготовление сопротивления R в кристалле полупроводника требует дополнительных усилий. Поэтому сопротивление R заменяют полевым транзистором с особыми свойствами. Типичная схема МОП-элемента показана на рис. 6.84.
Рассмотрим транзистор Tv который заменяет нагрузочное сопротивление R. Его затвор (управляющий электрод) присоединен к источнику напряжения питания. Если оба ключа-транзистора Т2 и Т3 открыты, напряжение на стоке Т] и, следовательно, на выходе Z — примерно —1 В. Транзистор Г, также открыт (UDC = —11 В). Возникает опасность протекания слишком большого тока, и вследствие этого чрезмерно высокое напряжение выхода Z Чтобы это не происходило, транзистор Тх производится таким образом, чтобы сопротивление канала в проводящем состоянии не падало ниже 100 кОм. Транзисторы Т2 и Т3 имеют сопротивления канала от примерно 1 до 2 кОм в открытом состоянии. В закрытом состоянии сопротивление канала Ту меньше сопротивлений каналов Т2 и Т3. В транзисторе Тх оно равно примерно 1 МОм, в Т2 и Т3 — примерно 10 МОм. Если транзисторы Т2 и Т3 заперты, или хотя бы один из них заперт, на выходе Z действует напряжение примерно —11 В, т. е. напряжение Z-уровня.
РМОП-элемент на рис. 6.85 производит при положительной логике операцию И-НЕ. Если на входе А или В действует уровень L (например —11 В), то выход Z будет иметь //-уровень (—1 В). То же самое происходит, если на обоих входах действует уровень L. Только если на обоих входах присутствует /Г-уровень, и, следовательно, ни один из транзисторов Т2 и /', не проводит, Z остается на уровне L (рис. 6.86).
На рис. 6.87 представлена схема />МОП-элемента НЕ. Транзистор Тх заменяет нагрузочное сопротивление. Транзистор Т2 работает в качестве ключа. Уровень выхода всегда противоположен уровню входа.
Схемы на />МОП-элементах потребляют мало энергии. Напряжение питания может колебаться в большом диапазоне (от —9 В до —20 В). Чем выше выбирается напряжение питания, тем больше будет статическая помехоустойчивость, так как с растущим напряжением питания интервал между L- и //-уровнями увеличивается.

Диапазоны уровня для напряжения питания —12 В изображены на рис. 6.88.
Граничные значения и основные параметры приводятся в таблицах производителей. Технологии изготовления постоянно совершенствуются. Соответственно обновляются и параметры.
В следующей таблице приведены важнейшие характеристики рМОИ-элементов:

РМОП-элементы работают медленно, но устойчиво. Они нуждаются в достаточно большом напряжении питания.
РМОП-элементы применяются в таких схемах, где высокая рабочая скорость не нужна. Интегральные микросхемы могут выполняться с большой плотностью. Благодаря простой технологии изготовления возможно промышленное производство небольших партий под конкретные задачи по заказу.

Похожие статьи