第七章传输门和动态逻辑设计资料
传输门tg的逻辑功能
传输门tg的逻辑功能1. 什么是传输门?传输门是一个非常有趣的科幻装置,它可以在不同的空间之间进行瞬间转换,正如同电影中的“瞬移”一样。
在科幻小说、电影和游戏中,传输门已经被广泛应用,成为了很多角色快速移动或进行进出场景的工具。
而在通讯软件中,我们也可以使用“传输门”这个功能,将自己的跳转到指定的频道或聊天群中,无需手动翻页查找,大大提高了使用的便捷性和效率。
2. 传输门TG的逻辑功能2.1 快速跳转到聊天群如果你加入很多聊天群,那么你可能会遇到这样的问题:在处理其他事情的时候,接收到来自某个聊天群的信息,需要立刻回复,但是你却找不到该群在聊天列表里的位置。
这时,传输门功能就可以帮到你了。
在聊天列表中长按目标聊天群,选择“传输门”功能,它将为你提供一个快捷按钮,直接跳转到该群聊的对话框中。
2.2 瞬间打开频道频道是 telegram 中另外一种聊天组织形式(与聊天群相比,频道不支持成员之间的互动,只能由频道管理员发通知、发布文章),由于相比于其他功能,频道管理操作较少,所以频道也成为了信息分享和传播的主要场所。
如果你有很多加入的频道,而且其中某些频道发布的信息比较重要,需要及时查看,那么传输门功能也可以帮你忙。
在频道列表中长按目标频道,选择“传输门”功能,它将直接转到该频道在主页或聊天列表中的UI上。
2.3 更方便的账户管理Telegram的修改和删除账户信息比其他通讯应用要容易得多,换句话说,当我们更换电子邮件地址或者用户名时,有时候需要花费一定的时间才能找到并完成操作。
但是,有了传输门,这个问题便迎刃而解。
它可以帮助用户直接快速跳转到账户信息菜单,方便用户查看、修改或删除自己的账户信息。
3. 总结传输门功能在telegram这个应用中势必扮演着重要的角色,因为它让用户的使用不再繁琐和不方便,在加入的聊天群、频道和个人账户处理上也方便了用户的行为,因此,Full set of telegram features的交互体验已然成为了用户满意的一面旗帜。
第七章传输门和动态逻辑设计
双轨(差分)多米诺逻辑
实现反相逻辑功能
多米诺逻辑
双轨(差分)多米诺逻辑
与/与非功能
加入保持电路
多米诺逻辑
自复位电路
在自复值情况中,输出反 馈回预充控制输入,经过 一个指定的时间延迟后恢 复上拉的工作 延迟线以一系列反相器来 实现。传播过这些电路的 信号是脉冲
缺点
多米诺逻辑
多米诺逻辑
加法器
多米诺逻辑
多米诺门的逻辑强度
LENOR
Cin, NOR Cin,inv
16 4 5 8 4 3
LEdyn _ NOR LEavg
Cin ,dyn _ NOR Cin ,inv
8 2 8 4 3
2 1 0.8 3
Vout 0
1 CgW ColW 0.25fF 2 C f (1.2) 0 0.67V C f Cgnd
时钟从高变化到低时 C f =
Vout
基本概念
电荷共享
两个节点在高阻态且存储不同的电压。当开关打开时, 电荷进行重新分配直到两个节点的电压相等为止
Qtotal C1V1 C2V2 Qtotal C1 C2 V C1V1 C2V2 V C1 C2
第7章 传输门和动态逻辑设计
绪论
静态逻辑
CMOS、伪NMOS 静态门的所有节点都有直接连接到VDD或者连接到地的 路径
动态逻辑
节点电压由储存在节点上的电荷保持 存储电压值的节点经常和电路的其它部分相互隔离一段 很长的时间 易受噪声的影响
传输门门逻辑和动态逻辑电路
2020/8/21
传输门逻辑
2020/8/21
传输门逻辑
BB
BB
BB
A
A
A
B
F=AB
B
F=A+B A
F=AB
A
B AND/NAND
F=AB
A
B OR/NOR
A
F=A+B
F=AB
A
XOR/XNOR
相同的电路结构,输入信号不同时,构成不同的逻辑功能
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传输门逻辑版图举例
X
Y
X
Y
XX
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LH
VDD-VTH
3.栅控制端H, 漏极HL, 源极HL
H
HL
HL
4.栅控制端H, 漏极LH, 源极LH
H
LH
LH
VDD-VTH
与静态逻辑门相同
多数情况下漏源电压 较小,传输门晶体管 工作在非饱和区,可 将管子看作电阻。但 是,由于高电平输出 只能达到VDD-VTH,因 此tPLH较大。
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逻辑门的设计
基本的传输门
CMOS传输门
A
B
B
A
传输高电平时PMOS工作,传输低电平时NMOS工作
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高电平、低电平都可以正确传输 但是、电路规模增大
逻辑门的设计
信号传输延迟时间
信号传输的4种模式
1.栅控制端LH, 漏极H, 源极L
LH
L
HL
2.栅控制端LH, 漏极L, 源极H
LH
H
1 1
0 1
1 0
0110 1 0
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集成电路设计与制造技术作业指导书
集成电路设计与制造技术作业指导书第1章集成电路设计基础 (3)1.1 集成电路概述 (3)1.1.1 集成电路的定义与分类 (3)1.1.2 集成电路的发展历程 (3)1.2 集成电路设计流程 (4)1.2.1 设计需求分析 (4)1.2.2 设计方案制定 (4)1.2.3 电路设计与仿真 (4)1.2.4 布局与布线 (4)1.2.5 版图绘制与验证 (4)1.2.6 生产与测试 (4)1.3 设计规范与工艺限制 (4)1.3.1 设计规范 (4)1.3.2 工艺限制 (4)第2章基本晶体管与MOSFET理论 (5)2.1 双极型晶体管 (5)2.1.1 结构与工作原理 (5)2.1.2 基本特性 (5)2.1.3 基本应用 (5)2.2 MOSFET晶体管 (5)2.2.1 结构与工作原理 (5)2.2.2 基本特性 (5)2.2.3 基本应用 (5)2.3 晶体管的小信号模型 (5)2.3.1 BJT小信号模型 (6)2.3.2 MOSFET小信号模型 (6)2.3.3 小信号模型的应用 (6)第3章数字集成电路设计 (6)3.1 逻辑门设计 (6)3.1.1 基本逻辑门 (6)3.1.2 复合逻辑门 (6)3.1.3 传输门 (6)3.2 组合逻辑电路设计 (6)3.2.1 组合逻辑电路概述 (6)3.2.2 编码器与译码器 (6)3.2.3 多路选择器与多路分配器 (6)3.2.4 算术逻辑单元(ALU) (7)3.3 时序逻辑电路设计 (7)3.3.1 时序逻辑电路概述 (7)3.3.2 触发器 (7)3.3.3 计数器 (7)3.3.5 数字时钟管理电路 (7)第4章集成电路模拟设计 (7)4.1 放大器设计 (7)4.1.1 放大器原理 (7)4.1.2 放大器电路拓扑 (7)4.1.3 放大器设计方法 (8)4.1.4 放大器设计实例 (8)4.2 滤波器设计 (8)4.2.1 滤波器原理 (8)4.2.2 滤波器电路拓扑 (8)4.2.3 滤波器设计方法 (8)4.2.4 滤波器设计实例 (8)4.3 模拟集成电路设计实例 (8)4.3.1 集成运算放大器设计 (8)4.3.2 集成电压比较器设计 (8)4.3.3 集成模拟开关设计 (8)4.3.4 集成模拟信号处理电路设计 (8)第5章集成电路制造工艺 (9)5.1 制造工艺概述 (9)5.2 光刻工艺 (9)5.3 蚀刻工艺与清洗技术 (9)第6章硅衬底制备技术 (10)6.1 硅材料的制备 (10)6.1.1 硅的提取与净化 (10)6.1.2 高纯硅的制备 (10)6.2 外延生长技术 (10)6.2.1 外延生长原理 (10)6.2.2 外延生长设备与工艺 (10)6.2.3 外延生长硅衬底的应用 (10)6.3 硅片加工技术 (10)6.3.1 硅片切割技术 (10)6.3.2 硅片研磨与抛光技术 (10)6.3.3 硅片清洗与检验 (10)6.3.4 硅片加工技术的发展趋势 (11)第7章集成电路中的互连技术 (11)7.1 金属互连 (11)7.1.1 金属互连的基本原理 (11)7.1.2 金属互连的制备工艺 (11)7.1.3 金属互连的功能评价 (11)7.2 多层互连技术 (11)7.2.1 多层互连的原理与结构 (11)7.2.2 多层互连的制备工艺 (11)7.2.3 多层互连技术的挑战与发展 (11)7.3.1 铜互连技术 (12)7.3.2 低电阻率金属互连技术 (12)7.3.3 低电阻互连技术的发展趋势 (12)第8章集成电路封装与测试 (12)8.1 封装技术概述 (12)8.1.1 封装技术发展 (12)8.1.2 封装技术分类 (12)8.2 常见封装类型 (12)8.2.1 DIP封装 (12)8.2.2 QFP封装 (13)8.2.3 BGA封装 (13)8.3 集成电路测试方法 (13)8.3.1 功能测试 (13)8.3.2 参数测试 (13)8.3.3 可靠性测试 (13)8.3.4 系统级测试 (13)第9章集成电路可靠性分析 (13)9.1 失效机制 (13)9.2 热可靠性分析 (14)9.3 电可靠性分析 (14)第10章集成电路发展趋势与展望 (14)10.1 先进工艺技术 (14)10.2 封装技术的创新与发展 (14)10.3 集成电路设计方法学的进展 (15)10.4 未来集成电路的发展趋势与挑战 (15)第1章集成电路设计基础1.1 集成电路概述1.1.1 集成电路的定义与分类集成电路(Integrated Circuit,IC)是指在一个半导体衬底上,采用一定的工艺技术,将一个或多个电子电路的组成部分集成在一起,以实现电子器件和电路的功能。
传输门逻辑
传输门逻辑随着计算机技术的不断发展,数据传输已经成为人们生活和工作中必不可少的一部分。
而传输门逻辑,则是数据传输中非常重要的一种逻辑电路。
传输门逻辑可以实现数据在不同电路之间的传输,同时也可以实现数据的存储和处理。
本文将详细介绍传输门逻辑的原理、应用和优化方法。
一、传输门逻辑的原理传输门逻辑是由多个门电路组成的逻辑电路,其中包括三个主要的门电路:传输门、反向传输门和使能传输门。
这些门电路可以将数据从一个电路传输到另一个电路。
在传输门逻辑中,数据可以沿着单向通道传输,这个通道通常是由多个门电路组成的。
传输门逻辑的原理是基于逻辑门电路的运作原理。
在逻辑门电路中,输入信号被处理后,输出信号将会根据逻辑门的类型产生相应的结果。
传输门逻辑中的三种门电路也是基于这个原理。
传输门可以将数据从输入端传输到输出端,反向传输门可以将数据从输出端传输到输入端,而使能传输门则可以控制数据的传输。
这些门电路之间的组合和连接可以实现不同的数据传输方式和功能。
二、传输门逻辑的应用传输门逻辑在计算机系统和数字电路中有着广泛的应用。
例如,CPU中的寄存器就是通过传输门逻辑来实现数据传输和存储的。
在数字电路中,传输门逻辑可以实现多个电路之间的数据传输,从而实现整个电路的功能。
此外,传输门逻辑还可以用于数据通信、存储器控制等领域。
三、传输门逻辑的优化方法传输门逻辑的优化方法主要包括使用高速逻辑门、使用多级传输门和使用快速传输门等。
这些方法可以提高传输门逻辑的传输速度和效率。
其中,使用高速逻辑门可以减少逻辑门电路的延迟时间,从而提高传输门逻辑的传输速度。
使用多级传输门可以实现更长的数据传输距离,同时增强信号的稳定性。
使用快速传输门则可以提高传输门逻辑的响应速度和传输效率。
四、结论传输门逻辑是一种非常重要的逻辑电路,它可以实现数据在不同电路之间的传输、存储和处理。
传输门逻辑的原理是基于逻辑门电路的运作原理,其中包括传输门、反向传输门和使能传输门。
半导体集成电路考试题目及参考答案
第一部分考试试题第0章绪论1.什么叫半导体集成电路?2.按照半导体集成电路的集成度来分,分为哪些类型,请同时写出它们对应的英文缩写?3.按照器件类型分,半导体集成电路分为哪几类?4.按电路功能或信号类型分,半导体集成电路分为哪几类?5.什么是特征尺寸?它对集成电路工艺有何影响?6.名词解释:集成度、wafer size、die size、摩尔定律?第1章集成电路的基本制造工艺1.四层三结的结构的双极型晶体管中隐埋层的作用?2.在制作晶体管的时候,衬底材料电阻率的选取对器件有何影响?。
3.简单叙述一下pn结隔离的NPN晶体管的光刻步骤?4.简述硅栅p阱CMOS的光刻步骤?5.以p阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些不足?6.以N阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些优缺点?并请提出改进方法。
7. 请画出NPN晶体管的版图,并且标注各层掺杂区域类型。
8.请画出CMOS反相器的版图,并标注各层掺杂类型和输入输出端子。
第2章集成电路中的晶体管及其寄生效应1.简述集成双极晶体管的有源寄生效应在其各工作区能否忽略?。
2.什么是集成双极晶体管的无源寄生效应?3. 什么是MOS晶体管的有源寄生效应?4. 什么是MOS晶体管的闩锁效应,其对晶体管有什么影响?5. 消除“Latch-up”效应的方法?6.如何解决MOS器件的场区寄生MOSFET效应?7. 如何解决MOS器件中的寄生双极晶体管效应?第3章集成电路中的无源元件1.双极性集成电路中最常用的电阻器和MOS集成电路中常用的电阻都有哪些?2.集成电路中常用的电容有哪些。
3. 为什么基区薄层电阻需要修正。
4. 为什么新的工艺中要用铜布线取代铝布线。
5. 运用基区扩散电阻,设计一个方块电阻200欧,阻值为1K的电阻,已知耗散功率为20W/c㎡,该电阻上的压降为5V,设计此电阻。
第4章TTL电路1.名词解释电压传输特性开门/关门电平逻辑摆幅过渡区宽度输入短路电流输入漏电流静态功耗瞬态延迟时间瞬态存储时间瞬态上升时间瞬态下降时间瞬时导通时间2. 分析四管标准TTL与非门(稳态时)各管的工作状态?3. 在四管标准与非门中,那个管子会对瞬态特性影响最大,并分析原因以及带来那些困难。
传输门和动态逻辑设计共23页文档
Hale Waihona Puke 1、不要轻言放弃,否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人,常是愿意 去做,并愿意去冒险的人。“稳妥”之船,从未能从岸边走远。-戴尔.卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡,喝起来是苦涩的,回味起来却有 久久不会退去的余香。
传输门和动态逻辑设计 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美,我宁愿选择无悔,不管来生多么美丽,我不愿失 去今生对你的记忆,我不求天长地久的美景,我只要生生世世的轮 回里有你。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做,明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生,以及整个命运 的,只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
传输门课程设计
传输门课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握“传输门”的概念,了解其在电子技术领域的应用。
2. 学生能够描述传输门的工作原理,掌握其电路符号及功能。
3. 学生能够运用传输门解决简单的逻辑电路问题。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析传输门在电路中的作用,提高电路分析能力。
2. 学生能够通过实际操作,搭建简单的传输门电路,培养动手实践能力。
3. 学生能够运用传输门设计简单的逻辑功能,提升逻辑思维能力和创新能力。
情感态度价值观目标:1. 学生在探究传输门的过程中,培养对电子技术的兴趣,提高学习积极性。
2. 学生通过合作学习,培养团队协作精神和沟通能力。
3. 学生能够认识到电子技术在实际生活中的应用,增强学以致用的意识。
课程性质:本课程为电子技术基础课程,旨在帮助学生掌握传输门的基本知识和应用。
学生特点:学生具备一定的电子技术基础知识,对传输门有一定了解,但尚不熟悉其具体应用。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和逻辑思维能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,激发学生的学习兴趣,培养团队协作精神。
通过本课程的学习,使学生能够将传输门知识应用于实际电路设计和分析中。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面:1. 传输门基础知识:- 传输门的概念及分类- 传输门的工作原理- 传输门的电路符号及功能2. 传输门的应用:- 传输门在逻辑电路中的应用- 传输门在数字电路中的应用- 传输门在模拟电路中的应用3. 实践操作与案例分析:- 搭建传输门电路- 分析传输门电路的工作原理- 设计简单的传输门逻辑功能教学大纲安排如下:第一课时:传输门基础知识- 引入传输门的概念,讲解其分类及工作原理- 分析传输门的电路符号,阐述其功能第二课时:传输门的应用- 讲解传输门在逻辑电路中的应用,举例说明- 引导学生探讨传输门在数字和模拟电路中的应用第三课时:实践操作与案例分析- 指导学生搭建传输门电路,进行实际操作- 分析传输门电路的原理,讨论其在实际电路中的应用- 设计简单的传输门逻辑功能,提升学生的创新能力教学内容关联教材章节:第三章第二节“传输门及其应用”。
缓冲器、传输门和三态门_计算机逻辑设计_[共2页]
图 2.24 不反相的缓冲器
另一种缓冲器是反相缓冲器。它产生的输出信号和反相器相同,即 f x ,同样也是由尺寸
相对较大的晶体管构成的。反相缓冲器图形符号和非门相同,反相缓冲器只是一个能善电路的速度性能之外,缓冲器还用来驱动需要大电流的外部设备。因为缓冲器由较
大的晶体管构成,所以可通过较大的电流。
传输门的功能是能在控制信号的作用下,实现输
入和输出间的双向传输。如图 2.25(a)所示,NMOS
晶体管适合传输值 0;PMOS 晶体管的情况恰好相反,
适合传输信号值 1。当 s 1 ,即 s 0 时, f x ;而
当 s 0 ,即 s 1 时, f 保持原状。传输门的逻辑符
号如图 2.25(b)所示。
入 x 的值驱动到 f ,使 f x 。三态门的这种行为可用图 2.26(c)的真值表描述,真值表中 e 0
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计算机逻辑设计
图 2.23 扇出对传播延迟的影响(续)
2.5 缓冲器、传输门和三态门
在必须驱动很大电容性负载的逻辑门电路中,通常采用缓冲器来改善性能。缓冲器是输入为 x 和输出为 f,逻辑关系为 f x 的逻辑门。最简单的缓冲器用 2 个反相器实现,如图 2.24(a)所 示。图 2.24(b)所示的为非反相的缓冲器的图形符号。
三态门又称三态缓冲器,除了有一个输入 x 和一 个输出 f ,还有一个叫做使能(enable)的控制输入
图 2.25 传输门
信号 e。图 2.26(a)所示的是三态门的逻辑符号。使能输入信号的作用是控制三态门是否产生输
出信号,如图 2.26(b)所示。当 e 0 时,缓冲器和输出端 f 完全断开;当 e 1 时,缓冲器把输
《半导体集成电路》考试题目及参考答案(DOC)
《半导体集成电路》考试题目及参考答案(DOC)1.双极性集成电路中最常用的电阻器和MOS集成电路中常用的电阻都有哪些?2.集成电路中常用的电容有哪些。
3. 为什么基区薄层电阻需要修正。
4. 为什么新的工艺中要用铜布线取代铝布线。
5. 运用基区扩散电阻,设计一个方块电阻200欧,阻值为1K的电阻,已知耗散功率为20W/c㎡,该电阻上的压降为5V,设计此电阻。
第4章TTL电路1.名词解释电压传输特性开门/关门电平逻辑摆幅过渡区宽度输入短路电流输入漏电流静态功耗瞬态延迟时间瞬态存储时间瞬态上升时间瞬态下降时间瞬时导通时间2. 分析四管标准TTL与非门(稳态时)各管的工作状态?3. 在四管标准与非门中,那个管子会对瞬态特性影响最大,并分析原因以及带来那些困难。
4. 两管与非门有哪些缺点,四管及五管与非门的结构相对于两管与非门在那些地方做了改善,并分析改善部分是如何工作的。
四管和五管与非门对静态和动态有那些方面的改进。
5. 相对于五管与非门六管与非门的结构在那些部分作了改善,分析改进部分是如何工作的。
6. 画出四管和六管单元与非门传输特性曲线。
并说明为什么有源泄放回路改善了传输特性的矩形性。
7. 四管与非门中,如果高电平过低,低电平过高,分析其原因,如与改善方法,请说出你的想法。
8. 为什么TTL与非门不能直接并联?9. OC门在结构上作了什么改进,它为什么不会出现TTL与非门并联的问题。
第5章MOS反相器1. 请给出NMOS晶体管的阈值电压公式,并解释各项的物理含义及其对阈值大小的影响(即各项在不同情况下是提高阈值还是降低阈值)。
2. 什么是器件的亚阈值特性,对器件有什么影响?3. MOS晶体管的短沟道效应是指什么,其对晶体管有什么影响?4. 请以PMOS晶体管为例解释什么是衬偏效应,并解释其对PMOS晶体管阈值电压和漏源电流的影响。
5. 什么是沟道长度调制效应,对器件有什么影响?6. 为什么MOS晶体管会存在饱和区和非饱和区之分(不考虑沟道调制效应)?7.请画出晶体管的D DS特性曲线,指出饱和区和I V非饱和区的工作条件及各自的电流方程(忽略沟道长度调制效应和短沟道效应)。
传输门和动态逻辑设计
晶体管MP和MN分别是预 充和求值晶体管。
11
多米诺逻辑
动态门的连接:
原因: 原因:
因为所有的输出节点都将预充到高电平,所以对后 面的所有输入也为高。即只要底管导通,从每一个输出 节点都将有一条连接到地的通路。一旦一个输出节点被 放电,直到下一个预充阶段为止它的电平都不再上升了。 因此,直接连接是不合适的。
7
动态D锁存器和D触发器
主从D触发器电路可以用两个 锁存器构建,如图: 主从 触发器电路可以用两个D锁存器构建,如图: 触发器电路可以用两个 锁存器构建
工作过程: 工作过程:
当时钟为低电平时,第一个锁存器是透明的, 当时钟为低电平时,第一个锁存器是透明的,而第二个锁 存器是关闭的。数据会流到TG2,但是不能继续向前。这是因 存器是关闭的。数据会流到 ,但是不能继续向前。 开启TG2关闭。当CLK升高时,TG1关闭并在内部节点 关闭。 升高时, 关闭并在内部节点Q 为TG1开启 开启 关闭 升高时 关闭并在内部节点 保持D信号 对于节点Q, 信号。 保持 信号。对于节点 ,是上拉路径导通还是下拉路径导通要 取决于数据的值。同时, 打开并允许Q流向输出 取决于数据的值。同时,TG2打开并允许 流向输出。因为 只 打开并允许 流向输出。因为D只 有在CLK的上升沿才能传送到输出,所以这是一个正沿触发的 的上升沿才能传送到输出, 有在 的上升沿才能传送到输出 触发器。 触发器。
当rr升高时进入求值阶段这时假设通过它们各自的nmos逻辑块如果都有连接到地的路径则所有的内部节点的电压都像多米诺骨牌一样按从左到右的顺序倒下
第7章 传输门和动态逻辑设计 章
7.4动态D锁存器和D触发器 7.5多米诺逻辑 *** 2011-11-18
动态D锁存器和D触发器
集成电路原理与设计课件4.8传输门逻辑电路
传输门组合逻辑 传输门阵列 传输门逻辑形式(CPL和DPL)
1
传输门的逻辑特点
C A
一C个1 MOSC管2 可以看作一个可控C1 Y A 开关(传输管) ,Y=YCA+CAZ
C1
C2
Y
A
C1
两个传输管串联
Y
A
Y
YB=C1C2A+C1C2Z
B C2
C2
C1
C2
Y
A
B
Y 两个传输管并联 Y=C1A+C2B+C1C2X+C1+C2Z
缺点:比CPL
用的管子多。
A BBA ABB A
C
C
C
C
Y
Y
Multiplexer
17
几种传输门电路的比较
18
其他传输门逻辑形式
文献报道了很多种基 于传输门的逻辑形式
CPL和DPL有所应用
19
本节小结
传输门组合逻辑-异或/多路器 传输门阵列-应用特例 传输门逻辑-多种新结构,应用有限
B
同时导通
C2
传输门结构
3
用传输门实现组合逻辑
用传输门实现2输入或门的电路 问题:为什么M1不用CMOS传输门
4
传输门组合逻辑
VDD M P1
MP2
传输门结构灵活,可以用较 A 少的器件实现逻辑功能
传输门级联,速度平方退化
实际的传输门电路一般需要 输出端加反相器
传输门结构与或逻辑一般不 如互补CMOS结构高效
13
逻辑形式
可以实现任意逻辑的一种器件排列方法
互补CMOS逻辑 各种传输门逻辑 Domino逻辑
数字逻辑设计第七章(2)D锁存器
RD DOUT[3:0]
Xi Yi Ci
X Y
S
CI CO
锁存器的应用
Si Ci+1
串行输入、串行输出 注意:时钟同步
QD Q C CLK
Xi Yi
时钟控制
再谈串行输入 加法器的实现
Ci
暂存
XY CI CO
S
Si
Ci+1
9
触发器
只在时钟信号的边沿改变其输出状态
正边沿 上升沿
负边沿 下降沿
CLK
Q
15
D锁存器 ——电平有效 D触发器 —— 边沿有效
触发器的应用
利用触发器作为移位寄存器(图1)
思考:能否将触发 器改为锁存器(图2) D
F/F
F/F
D Q Q1 D Q Q
CLK Q
CLK Q
D CLK
Q1 Q
16
CLK D
CLK
(图1)
latch
latch
Q1
DQ
DQ Q
CQ
CQ
(图1)
D触发器的定时参数
QQn+*1==SS++RR’’··QQ
Q —— 当前状态(原态、现态)
Q* —— 下一状态(新态、次态)
S·R = 0(约束条件)
31
J K C
C J K Qm Q
32
SQ
SQ
C 主 Qm C 从
RQ
RQ
逻辑符号 Q
JQ QL C
KQ
1 箝位
功能表
C=1期间,
JK Q
0 1
J的变化只引起 Qm改变一次
CLK=1时, 主锁存器不工作,Qm 保持不变 从锁存器工作,将 Qm 传送到输出端
半导体集成电路复习题及答案
半导体集成电路复习题及答案第8章动态逻辑电路填空题对于⼀般的动态逻辑电路,逻辑部分由输出低电平的⽹组成,输出信号与电源之间插⼊了栅控制1、极为时钟信号的 ,逻辑⽹与地之间插⼊了栅控制极为时钟信号的。
【答案:NMOS, PMOS, NOMS】对于⼀个级联的多⽶诺逻辑电路,在评估阶段:对PDN⽹只允许有跳变,对 PUN⽹只允许有跳变,2、PDN与PDN相连或PUN与PUN相连时中间应接⼊。
【答案:】解答题从逻辑功能,电路规模,速度3⽅⾯分析下⾯2电路的相同点和不同点。
从⽽说明CMOS动态组合逻辑1、电路的特点。
【答案:】图A是CMOS静态逻辑电路。
图B是CMOS动态逻辑电路。
2电路完成的均是NAND的逻辑功能。
图B的逻辑部分电路使⽤了2个MOS管,图A使⽤了4个MOS管,由此可以看出动态组合逻辑电路的规模为静态电路的⼀半。
图B的逻辑功能部分全部使⽤NMOS管,图A即使⽤NMOS也使⽤PMOS,由于NMOS的速度⾼于PMOS,说明动态组合逻辑电路的速度⾼于静态电路。
2、分析下⾯的电路,指出它完成的逻辑功能,说明它和⼀般动态组合逻辑电路的不同,说明其特点。
【答案:】该电路可以完成OUT=AB的与逻辑。
与⼀般动态组合逻辑电路相⽐,它增加了⼀个MOS管M kp,这个MOS 管起到了电荷保持电路的作⽤,解决了⼀般动态组合逻辑电路存在的电荷泄漏的问题。
3、分析下列电路的⼯作原理,画出输出端OUT的波形。
【答案:】答案:4、结合下⾯电路,说明动态组合逻辑电路的⼯作原理。
【答案:】动态组合逻辑电路由输出信号与电源之间插⼊的时钟信号PMOS,NMOS逻辑⽹和逻辑⽹与地之间插⼊的时钟信号NMOS组成。
当时钟信号为低电平时,PMOS导通,OUT被拉置⾼电平。
此时电路处于预充电阶段。
当时钟信号为低电平时,PMOS截⾄,电路与V DD的直接通路被切断。
这时NOMS导通,当逻辑⽹处于特定逻辑时,电路输出OUT被接到地,输出低电平。
一种理解和设计传输门逻辑和静态CMOS门逻辑电路的方法
一种理解和设计传输门逻辑和静态CMOS 门逻辑电路的方法作者:闵意等来源:《电子世界》2013年第12期【摘要】在充分了解NMOS管和PMOS管电学特性的基础上,我们总结了一个理解和设计传输门逻辑和静态CMOS门逻辑电路的方法,这种方法能够简单易懂的去理解基于MOS器件的传输门和静态CMOS门逻辑电路。
运用这种方法,我们也可以方便的去设计传输门和静态CMOS门逻辑电路。
我们的方法将静态逻辑门电路和传输门逻辑电路有机的统一起来,便于理解学生的理解和记忆。
【关键词】传输门逻辑;CMOS门逻辑;NMOS管;PMOS管1.引言21世纪是信息科学的世纪,电子科学与技术是信息科学发展的基础学科。
半导体集成电路作为电子科学与技术的核心,是电子类相关专业的重要基础课程。
而半导体集成电路这门课程中,静态逻辑电路[1-3]这一块又是比较重要的一部分。
静态逻辑电路分为静态CMOS逻辑电路和传输门逻辑电路。
现有的绝大多数教材表明传输门逻辑电路的理解设计方法和静态CMOS逻辑电路的理解设计方法是不一样的。
人们总结出了的一套设计静态CMOS复合逻辑门电路的通用方法[3],其步骤如下:(1)调整布尔代数式(也叫逻辑关系式),使得输出为负逻辑。
(2)当逻辑关系式为“或”时,PMOS管串联,NMOS管并联。
(3)当逻辑关系式为“与”时,PMOS管并联,NMOS管串联。
(4)改变尺寸可调整速度或输入阈值。
而对于传输门逻辑[3],其理解和设计的方法是二叉判决图BBD。
这两类方法不统一,给学生在理解和设计逻辑电路造成很大的麻烦。
本论文提出一种能够简易地理解传输门逻辑和静态CMOS门逻辑的方法。
运用这种方法,学生也可以简易地设计传输门和静态CMOS逻辑电路。
2.方法下面我们介绍一下这个方法。
我们这个方法分为如下三个部分:(1)对于单个NMOS管而言,漏极输出C等于源极输入A和栅极输入B的“与”。
逻辑表达式为。
图1显示了单个NMOS管。
根据NMOS管高电压通、低电压阻的特性,我们可以得到。
传输门课程设计
传输门课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握传输门的基本原理和应用,培养学生的实验操作能力和科学思维。
具体来说,知识目标包括:了解传输门的概念、历史和发展;掌握传输门的物理原理和工作机制;熟悉传输门的主要应用领域。
技能目标包括:能够正确操作传输门设备;能够进行简单的传输门故障排查和维护;能够运用传输门相关知识解决实际问题。
情感态度价值观目标包括:培养学生对科学技术的兴趣和好奇心;培养学生敢于探索、勇于创新的精神;培养学生对社会、环境的责任感和使命感。
二、教学内容根据课程目标,本课程的教学内容主要包括传输门的基本原理、传输门的种类和应用、传输门的操作和维护等。
具体安排如下:1.第一章:传输门概述,介绍传输门的概念、历史和发展,以及传输门在社会生活中的重要性。
2.第二章:传输门的物理原理,讲解传输门的的工作机制,重点分析其原理和关键技术。
3.第三章:传输门的种类和应用,介绍不同类型的传输门及其在各个领域的应用实例。
4.第四章:传输门的操作和维护,教授学生如何正确操作传输门,以及如何进行故障排查和维护。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法,如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
在教学过程中,教师将结合实际情况灵活运用这些方法,以激发学生的学习兴趣和主动性。
例如,在讲解传输门的物理原理时,可以通过实验演示让学生直观地感受传输门的工作过程;在分析传输门的应用时,可以引入实际案例,让学生探讨传输门在现实生活中的优缺点。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:《传输门原理与应用》,为学生提供系统、全面的理论知识。
2.参考书:《现代传输门技术》,为学生提供深入了解传输门技术的途径。
3.多媒体资料:包括传输门实验演示视频、实际应用场景图片等,为学生提供直观的学习材料。
4.实验设备:传输门实验装置,让学生在动手实践中掌握传输门的操作和维护技能。
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CMOS传输门逻辑
CMOS传输门延迟
CMOS传输门逻辑
CMOS传输门延迟
CMOSCMOS传输门逻辑
CMOS传输门的逻辑强度
CMOS传输门逻辑
CMOS传输门的逻辑强度
例7.5
动态D锁存器和D触发器
用传输门实现D触发器和D锁存器
简单D锁存器
错误情况
CMOS传输门逻辑
使用CMOS传输门的多路器
构造一般的逻辑功能
建立真值表,并把真值表转换为多路器形式 把真正表中指定的所需要的输出值从数据输入端到输出进行布 线 可通过合并路径或去除不需要的晶体管对设计进行优化
CMOS传输门逻辑
例7.3,用传输门实现 F AB ABC AC
Vout 0
1 CgW ColW 0.25fF 2 C f (1.2) 0 0.67V C f Cgnd
时钟从高变化到低时 C f =
Vout
基本概念
电荷共享
两个节点在高阻态且存储不同的电压。当开关打开时, 电荷进行重新分配直到两个节点的电压相等为止
Qtotal C1V1 C2V2 Qtotal C1 C2 V C1V1 C2V2 V C1 C2
用传输门实现D触发器和D锁存器
主从D锁存器
多米诺逻辑
从静态门到动态门
预充 求值
多米诺逻辑
3输入或非门
与传统的CMOS反相器具有相同的延迟
多米诺逻辑
动态门
多米诺逻辑
动态门的连接
多米诺级
多米诺逻辑
多米诺逻辑
多米诺逻辑
多米诺逻辑
特点
时钟有较大的占空比,保持高电平足够长的时间以使逻辑电平 能够通过整个电路链 设计多米诺级时应该使动态门具有较强的下拉能力,且使静态 反相器具有较强的上拉能力。对动态门,该增加n逻辑块中 NMOS器件的尺寸 反相器转变阈值Vs相对于传统的反相器来说是偏斜的 节省功耗,可以有效消除毛刺 只能实现非反相功能
传输门电容
导通状态,假设器件处于线性区
Cin Cout
1 Ceff W n W p CgWn CgW p 2Ceff W C gW 2
CMOS传输门逻辑
CMOS传输门延迟
艾蒙延迟公式
t Elmore R1C1 R1 R2 C2 t Elmore Rinv Cinv CTG1 Rinv RTG CTG 2 Cload
存在问题
输出电压只能升到VDD-VT 时钟馈通 没有 Q 输出 时钟变低后输出处于高阻态,容易受到各种电荷丢失机制影响
动态D锁存器和D触发器
用传输门实现D触发器和D锁存器
简单D锁存器
可以解决阈值下降和时钟馈通问题 缺点:节点Q动态存储,可靠性不高
动态D锁存器和D触发器
用传输门实现D触发器和D锁存器
时钟从高变化到低时 Vout 0.73
C f (1.2) C f Cgnd
0.73
0.05(1.2) 0.5V 0.05 1.2
基本概念
电容馈通
例7.1,输入为1.2V,求时钟在1.2V时输出的初始值,估计时钟降 低后输出的最终值。当输入为0V时重复该问题
输入为0
引入反馈环:在锁存器关闭时 能够静态地保持其值 TG1和TG2的时钟是相反的 透明模式:TG1导通 保持模式:TG2导通
节点Q可能产生短时间的竞争
动态D锁存器和D触发器
用传输门实现D触发器和D锁存器
D锁存器的典型电路
CLK=1:透明模式 CLK=0:保持模式 无竞争
动态D锁存器和D触发器
CMOS传输门逻辑
CMOS传输门延迟
导通电阻
Ron
VDS I DS
L RTG R eqn W
CMOS传输门逻辑
CMOS传输门延迟
传输门电容
关断状态
Cin Cout Ceff W n W p 2Ceff W
CMOS传输门逻辑
CMOS传输门延迟
输入到输出有一 个阈值电压损失
基本概念
传输管
更精确的输出: VDD-VTN1-VTN2-VTN3
基本概念
传输管
PMOS传输门
基本概念
电容馈通
时钟馈通
时钟信号通过电容Cf馈通到输出端
基本概念
电容馈通
时钟馈通
C f V1 V2 CgndV2 V2 C f V1 C f Cgnd C f V1 C f Cgnd
V2
减少馈通:CgndCf
基本概念
电容馈通
例7.1,输入为1.2V,求时钟在1.2V时输出的初始值,估计时钟降 低后输出的最终值。当输入为0V时重复该问题
输入为1.2V
Vout VDD VTN 1.2 0.4 0.2 Vout 0.73V
0.88 Vout 0.88
CMOS传输门逻辑
使用CMOS传输门的多路器
CMOS传输门逻辑
使用CMOS传输门的多路器
构建其它电路
只需8个晶体管
CMOS传输门逻辑
使用CMOS传输门的多路器
四选一多路选择器
操作规则
多路器的数据输入必须都是有效的 控制信号一次只能开启一条路径
CMOS传输门逻辑
使用CMOS传输门的多路器
指定A和B为控制信号
CMOS传输门逻辑
例7.3,用传输门实现 F AB ABC AC
CMOS传输门逻辑
CMOS传输门和标准门的组合
CMOS传输门逻辑
CMOS传输门延迟
RC模型
RTG取决于正在传输的是0还是1 最终的RC模型必须和传输门的驱动以及负载的RC模型组合 起来
V*<VDD-VTN时有效
基本概念
电荷丢失的其它途径
存储在电容中的电荷流失
高电平的电荷泄漏
漏极结的反偏泄漏电流 亚阈值电流
临近连线的噪声注入 离子相关软错误
CMOS传输门逻辑
基本结构
能够完全传输任何VDD和地之间的信号值
CMOS传输门逻辑
基本结构
对低电平和高电平的传输
第7章 传输门和动态逻辑设计
绪论
静态逻辑
CMOS、伪NMOS 静态门的所有节点都有直接连接到VDD或者连接到地的 路径
动态逻辑
节点电压由储存在节点上的电荷保持 存储电压值的节点经常和电路的其它部分相互隔离一段 很长的时间 易受噪声的影响
基本概念
传输管
当门处于导通状态时,将 一个输入信号保持不变地 传递到输出节点 当门关闭时,输出进入高 阻态并保持其先前的值