Схемотехника элементов серий КМОП
Функциональный состав ТТЛ ИС и ТТЛШ ИС
Продолжение табл. 5.4
Продолжение табл. 5.4
Продолжение табл. 5.4
Продолжение табл. 5.4
Продолжение табл. 5.4
Продолжение табл. 5.4
Окончание табл. 5.4
* Указан номер рисунка с данной микросхемой, приведенного в справочнике Цифровые интегральные микросхемы. П.П. Мальцев, Н.С. Долидзе, М.И. Критенко и др. – М.: Радио и связь, 1994. –240 с.: ил.
Из многочисленных серий цифровых микросхем на полевых транзисторах наибольшее распространение получили серии микросхем КМОП.
Сокращение КМОП — это начальные буквы четырех слов из полного определения: комплементарные полевые транзисторы со структурой металл—окисел—полупроводник. Слово комплементарный переводится как взаимно дополняющий. Так называют пару транзисторов, сходных по абсолютным значениям параметров, но с полупроводниковыми структурами, взаимно отображенными как бы в виде негатива и позитива. В биполярной схемотехнике — это транзисторы n-p-п и p-n-р, в полевой р-каналь-ные и n-канальные. Здесь р — первая буква слова positive, n — negative.
Интересно, что на первых этапах развития биполярных цифровых микросхем предсказывали широкое распространение комплементарных биполярных логических элементов на p-n-р и п-p-n транзисторах. К примеру, если в ТТЛ удалось бы заменить выходной каскад на двухтактный комплементарный, принципиально повысилась бы экономичность элемента. Однако биполярная комплементарная транзисторная логика не прижилась из-за трудности изготовления на кристалле большого количества компактных по площади и высококачественных по параметрам интегральных р-п-р транзисторов.
Напомним, что в аналоговой схемотехнике, где р-п-р транзисторы просто необходимы как для упрощения схемотехники, так и для улучшения свойств усилителей, проблема создания хороших р-п-р транзисторов для технологов все еще существует. Поэтому реально биполярные микросхемы ТТЛ имеют на выходе так называемый квазикомплементарный каскад. На кристалле делают только п-p-n транзисторы. Эта компромиссная схема элемента ТТЛ оказалась оптимальной и перспективной на многие десятилетия.
Первые попытки выпускать серии простых полевых элементов, сходных по схеме с РТЛ, к успеху не привели. Логические элементы получались крайне медленнодействующими, поскольку внутреннее сопротивление канала у полевого транзистора на порядок больше, чем сопротивление между коллектором и эмиттером насыщенного биполярного транзистора. Однополярные микросхемы МОП не отличались ни помехоустойчивостью, ни малой потребляемой мощностью. Хорошие результаты дало применение двуполярного инвертора, построенного на комплементарной полевой паре.