1.8 Grundlagen der Digitaltechnik

Informatik V, Kap. 8, WS 98/99
Trotzdem zeichnet sich die CMOS-Technik dadurch aus, daß man elektrisch nahezu gleichwertige
komplementäre n- und p-Kanal-Schalter bauen kann. In der Bipolartechnik ist das mit npn / pnp -
Transistoren in der Digitaltechnik nie gelungen.
Bei Schaltungen dieser Art muß im Gegensatz zur n-MOS-Technik, das vorherige Gatter nicht eine,
sondern stets zwei Eingangslasten treiben, nämlich den p- und den n-Kanal-Transistor. Im Mittel ist
der Unterschied sogar höher, da der p-Kanal-Transistor jeweils im Mittel dreifach größer als der
entsprechende n-kanal-Transistor sein wird. Man geht von einer im Vergleich zu nMOS drei- bis
vierfach höheren Kapazität aus. Dies bedingt eine höhere Treiber-Fähigkeit, die allerdings bei
längeren Verbindungsleitungen zwischen den Gattern weniger ins Gewicht fällt.
Dagegen macht sich diese Kapazität direkt bei der dynamischen Verlustleistung bemerkbar.
Der zweite Nachteil gegenüber nMOS ist die höhere Anzahl der Transistoren. Für ein Grundgatter
mit k Eingängen wird man in nMOS k n-Kanal-Transistoren und einen p-Kanal-Transistor benötigen,
in statischer CMOS-Logik sind es jeweils k p- bzw. n- Kanal-Transistoren.
Die nicht-invertierenden Gatter AND und OR benötigen wie in der nMOS-Technik jeweils einen
zusätzlichen Inverter (Abb. 8.49 /8.50).
x1
x2
p- enh.
n-enh.
n-enh.
VDD
GND
p- enh.
31
p- enh.
Abb. 8.49: 2-AND-Gatter in statischer CMOS-Logik
x1
x2
p- enh.
p- enh.
n-enh.
GND
VDD
n-enh.
p- enh.
n-enh.
GND
Abb. 8.50: 2-OR-Gatter in statischer CMOS-Logik
y
n-enh.
Wie in der nMOS-Logik ist es auch in CMOS möglich, komplexe Gatterfunktionen einstufig zu
realisieren.
y