연세대 전기전자 기초실험 7. 기본 논리 게이트 설계 실험 (결과보고서)

소개글

연세대 전기전자 기초실험 7. 기본 논리 게이트 설계 실험 결과보고서 입니다.

목차

① 여러 종류의 IC에 대해 소비 전력과 스위칭 속도 등을 조사 비교해 보시오.
② 여러 게이트가 연결될 때, 1일 때와 0일 때의 전류의 흐름과 크기에 대해서 알아보시오.
③ 실제의 사용에서 AND, OR 게이트보다 NAND, NOR 게이트가 더 많이 사용되는 이유에 대하여 조사하시오.
④ 게이트의 팬인(fan-in)과 팬아웃(fan-out)에 대하여 조사하시오.
⑤ 2개의 반덧셈기와 OR게이트로 전덧셈기를 구성하시오.

본문내용

① 여러 종류의 IC에 대해 소비 전력과 스위칭 속도 등을 조사 비교해 보시오.
(TTL, CMOS 등에서)
일반적인 Digital Logic은 TTL(Transistor-Transistor Logic)과 CMOS(Complementary Metal-Oxide semiconductor)가 있다. TTL은 성능이 우수하고 그에 비해 가격이 저렴하다. 또한 품종이 풍부하고 많은 제조사에서 생산됨으로써 구입이 쉽고 개량형의 개발 등에 의해 Digital Logic에서 주류를 이루고 있다. CMOS는 저소비 전력과 사용 전압범위가 넓어 급속도로 발전하였고 현재는 고집적도 및 고속 응답형의 개발 등으로 보급률이 매우 높아지고 있다. 두 로직의 큰 차이는 TTL 은 NPN형 트랜지스터로, CMOS는 FET를 사용하여 만들어진 것이다. TTL은 현재 가장 많이 사용되고 있으며 멀티 이미터 회로 구성이므로 집적도가 높고 잡음 여유도가 작아 온도의 영향을 많이 받는다. 전달지연시간은 약 9.5ns이며 평균 전력 소비는 2mW이다. CMOS의 경우는 MOS방식에 비해 집적도가 낮으나 동작속도가 개선되었고 소비전력이 극히 작은것이 특징이다. 또한 전원 전압 범위가 넓고 트랜지스터 보다 동작 속도가 빠르다. 전력 소모는 약 12mW이며 동작속도는 30ns이다. 잡음 여유도가 크며 잡음 허용치는 1.5V이다. 그 외 ECL(Emitter-Coupled Logic)은 빠른 스위칭 속도를 가지나 전력 소비가 많고 전달 지연 시간은 2ns이다. 잡은 허용치는 0.25V이며 전력소모는 25mW 정도다. MOS(Metal-Oxide Semiconductor)는 집적도가 높으며 소비전력이 작고 잡음여유도가 크다. 그러나 응답속도가 저속도이며 전달 지연 시간은 100ns이다. 잡음 허용치는 2V이고 전력소비는 1mV정도이다. 이 중 TTL과 CMOS의 특징을 비교하면 다음과 같다.

참고 자료

없음