1.8 Grundlagen der Digitaltechnik

Informatik V, Kap. 8, WS 98/99
VDD
D
A
B
C
p-enh. p-enh.
n-enh.
n-enh.
n-enh. n-enh.
nenh.
P
p-enh. p-enh. p-enh.
A B C
E
D
E
GND
out
Abb. 8.51: CMOS NAND / NOR Komplexgatter in statischer Logik
Solche Komplexgatter erlauben einstufig eine sehr kompakte Realisierung zweistufiger Logik-
Funktionen. Praktisch sind der Größe der Schaltung aber Grenzen gesetzt durch den Substrateffekt
bei in Serie geschalteten Transistoren und die große Kapazität interner Schaltungsknoten. In Abb.
8.51 verbindet der Knoten P insgesamt 5 Transistoren und würde physikalisch (im Layout) ein
größeres Verbindungsnetzwerk darstellen müssen. Dessen Kapazität bereitet sowohl bei
Umschaltvorgängen als auch beim Test Probleme.
Insbesondere bei CMOS-Technologien, die mit einer Versorgungsspannung von 3 V und darunter
arbeiten, können bereits 3 Transistoren in Serie bezüglich der Laufzeiten ungünstiger sein als eine
zweistufige Realisierung der Funktion.
Die statische CMOS-Logik hat heute trotz der relativ hohen Zahl der Transistoren eine weite
Anwendung gefunden. Auch spezielle Konstruktionen wie Transmission Gates lassen sich in CMOS
mit relativ guten elektrischen Eigenschaften gegenüber nMOS realisieren.
S
in out
S
Abb. 8.52: CMOS-Transmission Gate
Man benötigt zur Ansteuerung allerdings auch das Komplement des Steuersignals.
Für kleine Spannungen zwischen in und S, für welche der n-Kanal-Transistor nur schlecht leitend ist,
übernimmt hier der p-Kanal-Transistor die Leitung, so daß insgesamt die elektrischen Eigenschaften
des Transmissionsgatters wesentlich besser sind als die eines einzelnen Pass-Transistors.
Konstruktionen dieser Art werden vielfältig verwendet, um die Verbindung zwischen Treibern und
Bus-Strukturen in Rechnern zu bilden.
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