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Asignatura: Física, Profesor: Pedro Cartujo Casinello, Carrera: Ingeniería Informática, Universidad: UGR
Tipo: Apuntes
1 / 32
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Grado en Ingeniería Informática
5.1. Par 5.1. Par
á á
metros caracter metros caracter
í í
sticos de una familia sticos de una familia
l l
ó ó
gicagica
5.2. Puertas l 5.2. Puertas l
ó ó
gicas con MOSFET gicas con MOSFET
s s
Grado en Ingeniería Informática
Símbolo del Inversor lógico digital:
Para un
inversor ideal
: la transición desde el estado alto al bajo es
abrupta, V
OH
representa el
1
lógico y V
OL
el
0
lógico.
5.2.1. Características de transferencia estáticas
V
i
V
o
0
1
1
0
FUNDAMENTOS FISICOS Y TECNOLOGICOS (FFT)
Grado en Ingeniería Informática
Es necesario que
V
OL
< V
IL
y V
IH
< V
OH
para asegurar que el nivel de
salida de una puerta lógica es un nivel de entrada apropiado parauna segunda puerta
Margen de ruido alto:
NM
H
= V
OH
–V
IH
Margen de ruido bajo:
NM
L
= V
IL
-V
OL
Grado en Ingeniería Informática
Número máximo de puertas que se pueden conectar a la entradasin estropear el funcionamiento.
Si se excede este valor la puerta lógica producirá una salida esun estado indeterminado o incorrecto.
La señal de entrada puede resultar deteriorada por la cargaexcesiva.
Numero máximo de puertas que se pueden conectar a la salidade la puerta.
Característica de entrada: FAN IN Característica de salida: FAN OUT
Grado en Ingeniería Informática
Grado en Ingeniería Informática
ó ó
gica MOS gica MOS
Inversor MOSPuertas NOR y NAND
Lógica CMOS
Inversor CMOSPuertas NOR y NAND
Grado en Ingeniería Informática
Inversor NMOS
G
D
S
NMOS
Carga
La carga puede ser:
Resistencia
NMOS en deplexión
NMOS en enriquecimiento
El NMOS driver funciona como interruptor:
DS
o
GS
i
Grado en Ingeniería Informática
D
t
GS
i
lógico
Si
lógico
1 = o V ⇒ ≠
D
t
GS
i
lógico
Si
lógico
o
Interruptor abierto
Interruptor cerrado
V
DD
V
o
V
DD
V
o
− − = ⇒ − <
2
2 1
DS
DS
t
GS
D
t
GS
DS
V V V V k I V V V
lineal
Si
(
)
2
2
t
GS
D
t
GS
DS
V V k I V V V
−
=
⇒
−
sat.
Si
Grado en Ingeniería Informática
Sat.
te
inicialmen
que
suponiendo
y
mayor
poco
un
(sólo
Si
2.a)
t
GS
DS
t
i
o
DD
o
t
GS
i
D
o
DD
t
GS
D
2
t
GS
DS
t
i
o
t
i
o
o
i
Lineal
instante
este
en
que
hasta
disminuye
aumenta
Si
2.b)
2
t
i
D
DD
o
Grado en Ingeniería Informática
D
o
DD
DS
DS
t
GS
D
R
V V V V V V k I
−
=
−
−
=
2
2 1
D
DD
D
t
i
D
D
t
i
D
o
R
k
V R k V V R k R k
V
V
R
k
V
⋅
⋅ ⋅ ⋅ − − ⋅ + − ⋅
−
⋅
=
2
1
1
2
DD
OH
i
o
OL
n
integració
de
problema
pequeñas
disipadas
potencias
:
grandes
Con
pequeño
un
interesa
Nos
⇒
⇒
D
OL
R
V
Calculo de la tensión V
OL
Igualamos la corriente que pasa por la resistencia con
la corriente que pasa por el NMOS
Para R
D
grande V
OL
pequeño
Grado en Ingeniería Informática
2
1
1
2
1
1
1
t
o
DD
t
GS
D
t
GS
DS
DS
GS
k
k
saturación
en
hace
lo
siempre
conduce
Si
1
i
GS
o
DS
M
1
M
2
Grado en Ingeniería Informática
Función de transferencia NMOS con carga en enriquecimiento
Comparamos con inversor con R
D
:
V
OH
es menor
I
M
1
SAT.
M
2
OFF
II
M
1
SAT.
M
2
SAT.
III
M
1
SAT.
M
2
LINEAL
V
T
V
OH
=V
DD
- V
t
Grado en Ingeniería Informática
DD
o
1
2
2
D
D
t
i
Si
2
Análisis del inversor
(
)
(
)
(
)
⇒
=
=
−
−
−
−
=
⇒
≠
−
=
I
v V v V V k I
V
k
I
D
O
DD
O
DD
t
D
t
D
0
0
2
2
2
1
1
2
1
1
1
cumpla
se
que
para
lineal
M
0
saturado
M
Si
1
1
lineal
y
disminuye
aumenta,
si
luego
saturación
en
primero
Si
y
2
2
2
o
i
t
i
2
Grado en Ingeniería Informática
III:
M
2
SAT
M
1
SAT
IV:
M
2
LINEAL
M
1
SAT
Función de transferencia NMOS con carga en deplexión
III
I:
M
2
OFF
M
1
LINEAL
II:
M
2
SAT
M
1
LINEAL
Problema lógicas NMOS: Consumo potencia estática
