Математическая модель МОП-схемы ИЛИ-НЕ в переходной схемотехнике

Если заменить в транзисторной МОП-схеме ИЛИ-HE на два входа (рис. 10.16) МОП-транзисторы их моделями, схемами в переходной схемотехнике и, в соответствии с транзисторной схемой, применить принцип функциональной интеграции, объединить однотипные вершины разных транзисторов с одинаковым управлением в одну с этим же управлением, то получим результирующую модель переходной МОП-схемы ИЛИ-HE на два входа (рис. 10.17).

Так как размерность полученной модели равна 7, то количество возможных пространственных реализаций составляет 4⁷ = 16 384.

На рисунке 10.18 представлена структурная формула МОП-схемы И-НЕ на два входа в ЭПТ. Формула «читается» следующим образом: в области р, подложке p-типа, на которую подается потенциал «земли» (нулевой потенциал 1), содержатся три полупроводниковые области л-типа: п_2у ^на которую подается напряжение питания Е л₃, с которой снимается выходной сигнал, и п_л, на которую подается потенциал «земли» (нулевой потенциал F₀).

Между областями п₂ и я₃, л₃ и п₄ на поверхности сформированы тонкие окислы, через которые осуществляется воздействие поля на.

Рис. 10.17. Уравнение синтеза МОП-схемы ИЛИ-HE на два входа з переходной схемотехнике

подложку — формирование каналов между л-областями с помощью напряжения питания и входных сигналов.

Рис. 10.18. Структурная формула МОП-схемы ИЛИ-НЕ на два входа в эпитаксиально-планарной технологии

При этом между областью л₃, с которой снимается выходной сигнал, и областью л₄, на которую подается нулевой потенциал шины «земля», будет столько тонких слоев оксида, сколько логических входов у вентиля ИЛИ-НЕ.

Задание. Изобразите различные варианты структур и топологий переходного МОП-вентиля ИЛИ-HE с учетом того, что в структурных формулах любое ребро может превращаться в один из четырех типов дуг (->,.

, =>, ^).

Отметим интересную особенность переходных моделей МОП-вентилей И-НЕ и ИЛИ-HE. Переходная модель МОП-вентиля И-НЕ на два входа (т = 2) получается из переходной модели МОП-вентиля ИЛИ-НЕ на два входа путем добавления вершины п₈ (рис. 10.19), соответствующей полупроводниковой области и необходимой для формирования нового МОП-транзистора в последовательной цепи транзисторов логической части вентиля.

Рис. 10.19. Сравнение переходных моделей МОП-вентилей ИЛИ-HE и И-НЕ

на два входа

Для каждого нового логического входа (рис. 10.20) в модели ИЛИ-НЕ будет добавляться только вершина, соответствующая тонкому окислу (Ох₈), на который подается новый входной сигнал (вх₃), в то время как для переходной модели И-НЕ, помимо вершин тонкого окисла (Ох₈), понадобятся разделяющие вершины, соответствующие полупроводниковым областям (п₉у п₁₀).

Размерность модели (Л^_ИЛИ__НЕ) переходного элемента ИЛИ-НЕ будет равна (4 + т), где т — количество логических входов, а размерность модели N_h._he переходного элемента И-НЕ будет равна (3 + 2т).

Рис. 10.20. Сравнение переходных моделей МОП-вентилей ИЛИ-HE и И-НЕ

на три входа

Таким образом, очевидно, что переходная МОП-схема И-НЕ с увеличением количества логических входов становится более громоздкой по сравнению с переходной МОП-схемой ИЛИ-НЕ.