Логические интегральные схемы на комплиментарных МОП транзисторах

В структуре элементов на комплиментарных (взаимодополняющих) транзисторах используется пара транзисторов с каналами n и p типа на одной подложке.

В схемах эти транзисторы (их каналы) включают последовательно, а их затворы включают параллельно.

Возможность схемотехнической реализации КМОПТ ИС основывается на том преимуществе МОП-транзисторов, что их входные цепи, благодаря изолированности затворов, не потребляют тока.

Для иллюстрации принципа построения и функционирования логических КМОПТ-схем рассмотрим пример простейшей схемы – одновходового вентиля.

Инвертор образуется парой МОП транзисторов и .

Соединенные вместе затворы и стоик вентиля служат соответственно входам и выходам схемы, а истоки подключаются к соответствующим полюсам питающего напряжения (n-транзистора – к минусу, p- транзистора – к плюсу). Транзистор , исток которого соединен с заземленной шиной питания будем называть основным, а транзистор , соединенный истоком с незаземленной шиной – дуальным.

Инвертор с отрицательным питанием имеет ту же схему, только тип проводимости и должен быть изменен на противоположный.

Работают схемы инверторов следующим образом:

При подаче на вход схемы открывается основной транзистор и закрывается дуальный . На выходе схемы будет действовать напряжение , что соответствует логическому нулю.

Если же на входе действует напряжение , то закрывается транзистор и открывается транзистор . При этом на выходе напряжение , что соответствует логической единице.

Совокупность основных и дуальных к ним транзисторов образуют основную ОС и дуальную ДС части схемы вентиля.

Отметим следующую особенность КМОПТ-схем: все подложки транзисторов ОС подсоединяются к заземленной шине питания схемы, а транзисторов ДС – к незаземленной.

При отсутствии напряжения на затворе ( ) проводит транзистор с каналом одного типа проводимости, а при подаче напряжения каналом другого типа. Такая пара в статическом состоянии всегда имеет высокое сопротивление независимо от управляющих сигналов на затворе (ток составляет доли мкА).