1.8 Grundlagen der Digitaltechnik
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Informatik V, Kap. 8, WS 98/99<br />
Quelle /<br />
Eingang<br />
Pass-Transistor<br />
GND<br />
Steuersignal<br />
Ausgang<br />
Quelle /<br />
Eingang<br />
Abb. 8.5: Pass-Transistor und Transmission Gate<br />
4<br />
Transmission Gate<br />
GND<br />
Steuersignal<br />
Steuersignal<br />
Ausgang<br />
Insbeson<strong>der</strong>e die Pass-Transistor-Schaltung ist recht hochohmig bzw. schaltet nur recht langsam<br />
vom sperrenden in den leitenden Zustand um. Wesentlich besser in dieser Beziehung ist das<br />
Transmission Gate, bei dem jeweils ein p-Kanal- und ein n-Kanal-Transistor parallelgeschaltet<br />
werden. Diese beiden Transistoren benötigen dann komplementäre Signale zur Ansteuerung.<br />
8.2 Monolithisch integrierte Schaltungen<br />
Digitale Schaltungen, die aus einzelnen diskreten Transistoren aufgebaut waren, wurden vorwiegend<br />
in den 60er Jahren in Rechnern verwendet. Seitdem haben monolithisch integrierte Schaltungen<br />
Einzug gehalten, bei denen mehrere Transistoren (in den ersten Technologien) bis zu Millionen von<br />
Transistoren (seit den 80er Jahren) gemeinsam gefertigt werden. Wir haben im letzten Kapitel bereits<br />
einzelne so gefertigte Transistoren betrachtet.<br />
N-well CMOS Technology<br />
n-channel p-channel<br />
GND VDD<br />
n+ n+ p+ p+<br />
p- bulk silicon<br />
n-well<br />
n-diffusion<br />
p-diffusion<br />
metal<br />
gate-oxide<br />
field-oxide<br />
p - bulk<br />
poly-silicon<br />
n-well<br />
Abb. 8.6: Monolithisch integrierter Schaltkreis (Schnitt durch einen Inverter in CMOS-<br />
Technologie)<br />
Auch die Schaltungstechnik, die für monolithisch integrierte Schaltkreise verwendet wird, ist speziell<br />
auf <strong>der</strong>en Fertigungsmöglichkeiten abgestimmt.<br />
Vorab ist wichtig, daß bei <strong>der</strong> Fertigung von ICs stets gewisse Toleranzen auftreten. Man wird also<br />
z. B. kaum einen Wi<strong>der</strong>stand von genau 100 Ohm fertigen können, son<strong>der</strong>n muß stets Streuungen<br />
etwa zwischen 90 und 110 Ohm tolerieren. Der Entwurf muß also stets darauf ausgelegt sein, daß<br />
eine Schaltung auch bei solchen Toleranzen noch funktioniert. Schaltungen, <strong>der</strong>en Funktion nur bei<br />
Einhaltung absoluter Werte von Bauelementen gewährleistet ist, werden auf dem IC nicht o<strong>der</strong><br />
allenfalls mit geringster Ausbeute bei <strong>der</strong> Fertigung funktionieren. Zulässig und weit verbreitet sind<br />
dagegen Techniken, bei denen die Funktion auf einem festen Verhältnis zwischen zwei Wi<strong>der</strong>ständen<br />
o<strong>der</strong> zwei Kapazitäten beruht.
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