전자회로실험) mosfet digital logic gate 예비레포트

소개

예비내용 및 피스파이스와 분석

목차

◎ 실험목적
◎ 실험이론
◎ PSPICE

본문내용

◎ 실험목적
디지털 로직 게이트를 기초로 하여 MOSFET의 동작을 이해한다.

◎ 실험이론
디지털 논리회로는 BJT 와 MOSFET 의 두 가지 종류의 트랜지스터를 사용하여 구현할 수 있다. 그 중에서도 이번 장에서는 MOSFET을 이용하여 논리회로를 구현하는 것을 다뤄보고 Passive Load와 Active Load를 이용한 n-MOSFET 회로와 n-channel 장치를 사용한 CMOS 회로를 설계하고 테스트해 볼 것이다.
MOSFET 로직 게이트의 장점은 높은 Input Impedance 를 가짐으로써 전력소모를 줄인다는 점이다. 이 점은 특히 CMOS 게이트에서 부각된다. 반면에 BJT를 기초로 한 게이트들(TTL, ECL 등)은 MOSFET 게이트들과 비교할 때 스위칭 시간이 더 빠르다는 이점을 가진다

그림 1과 2는 MOSFET NAND 게이트와 NOR 게이트이다. 이 게이트들이 저항이나 다이오드의 사용없이 구현된 것을 기억하라. 각각의 회로에서 M1 트랜지스터의 Gate 와 Drain 을 연결하여 Load 저항을 대체하였다. 이 설정으로 M1 트랜지스터는 회로에서 Active Load 로 동작한다.

그림 3은 CMOS NAND 게이트이다. 이 회로는 Active Load 로 p-MOSFET 을 Driver 로 n-MOSFET 을 사용하였다. 각각의 입력 신호는 n-channel 과 p-channel MOSFET 으로 연결된다. 이 회로에서 출력 Capacitance (예를 들어 다음 단 게이트 입력의)는 p-channel 을 통하여 충전되고 n-channel 을 통하여 방전된다. 선형영역에서 동작하는 MOSFET 은 Drain-Source 간 저항성분을 낮아지게 하여 빠른 충,방전이 가능하게 하므로 작은 시정수를 가지게 된다. 입력신호가 High 혹은 Low 일 때 p-channel 과 n-channel 중 오직 하나의 트랜지스터만 ON 되는 것을 기억해라. 이러한 ON/OFF 변환은 출력 단에서의 실제적인 스위칭 시간이외에 전력이 소비되지 않는 결과를 가져온다.

참고자료

· 없음