Warum nicht zusätzliche Inverter mit entgegengesetzten MOSFETs im CMOS-XOR-Gatter schalten?

Unten sehen Sie ein CMOS XOR-Gatter. Ich frage mich, warum wir zusätzliche Wechselrichter wie A 'oder B' nicht durch entgegengesetzte MOSFETs ersetzen.

Könnten wir zum Beispiel nicht einfach die grüne Konstruktion an die Stelle der roten setzen?Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Hier ist mein Design nach dem Schalten aller MOSFETs gemäß der von mir bereitgestellten Beschreibung.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich weiß genau, woher du dieses Diagramm hast. Mikroelektronische Schaltungen von Sedra und Smith. Ich habe dieses Lehrbuch auch! :) Ich benutze es aber nicht wirklich für die Arbeit ... Wie auch immer, lasst uns darüber nachdenken. Sie wissen (hoffentlich), dass die XOR-Funktion ist Y = A B ¯ + A ¯ B ... Also, was denkst du, wird die Funktion sein, wenn du nicht invertiert hast A Und B ? Hinweis: XOR ist fast wie eine Kombination aus UND- und ODER-Funktionen. Übrigens benötigen Sie insgesamt 12 Transistoren für das XOR-Gatter, das Lehrbuch sagt, dass Sie 8 mit zusätzlichen 4 zum Invertieren benötigen A Und B .
(Im Zweifelsfall eine Simulation durchführen)
Aber ich habe auch die MOSFETs geändert. Normalerweise geht A 'in PMOS und das bedeutet, wenn A niedrig ist, ist der Schalter ausgeschaltet, und wenn A hoch ist, ist der Schalter eingeschaltet. Warum also nicht die Inversion aufheben und einen NMOS vor A setzen, der den Schalter einschaltet, wenn A hoch ist und umgekehrt?
Entschuldigung ... Ich habe nicht gesehen, dass Sie auch einige NMOS- und PMOS-Geräte geändert haben ... Oh Mann ... Sie setzen einige PMOS-Geräte in das Pulldown-Netzwerk und einige NMOS-Geräte in das Pullup-Netzwerk . Dies wird chaotisch sein, um herauszufinden, was los ist.
Ich denke, was Sie vermissen, ist, dass alle pmos mit vdd und alle nmos mit vss verbunden sind. Das ist der Designtreiber für diese Anordnung
Wie hoch ist in Ihrem vorgeschlagenen Design die Gate-Spannung, die an „A“ benötigt wird, um Vdd an der Source des MOSFET „B“ sehr nahe zu kommen?

Antworten (1)

NMOS kann nicht so gut nach oben ziehen, PMOS kann nicht nach unten ziehen.

Ein NMOS wird durch gesteuert v G S , die Spannung zwischen Gate und Source des MOSFETs. Im ursprünglichen Schaltplan werden alle NMOS-Quellen auf Masse gezogen, wenn der Ausgang niedrig sein sollte (die Quellen der Transistoren mit schwebenden Quellen wurden von anderen NMOSs auf Masse gezogen, wenn der Ausgang niedrig sein sollte). Daher wird es keine Probleme geben v G S > v T H , N .

Im zweiten Diagramm hat der obere linke NMOS eine schwebende Source. Wenn die Quelle bei ist v D D , die Eingabe A müsste dabei sein v D D + v T H , N um diesen Transistor einzuschalten. Das ist problematisch.

Ihre gesamte Antwort geht davon aus, dass die Masse / der Körper mit der Quelle verbunden ist.
Ich habe alle Körpereffekte ignoriert. Macht die in IC verwendete übliche Masse das, was ich geschrieben habe, ungültig?
Wenn ich mich richtig erinnere, die v G S Änderungen an v G B , wobei B für NMOS mit Masse verbunden ist und B für PMOS mit VDD verbunden ist. Dies bedeutet, dass ein NMOS tatsächlich nach oben ziehen und ein PMOS nach unten ziehen kann. - Aber das ist, wenn ich mich richtig erinnere. Ich kann mich irren.
v G S ändert sich nicht zu v G B . Sie scheinen etwas zu beschreiben, das vage an Geräte im Verarmungsmodus erinnert, die für diese Frage nicht relevant sind. NMOS-Transistoren können hochziehen, sie sind nur nicht besonders gut darin. Ein NMOS-Gerät kann nur seine Quelle ziehen v D D − v T H , N , was ein Showstopper für moderne Werte von ist v T H Und v D D .
@andars Warum ist das so? v G S und nicht v G D ? Ich dachte, es liege daran, dass S in diskreten MOSFETs mit B verbunden ist und D nicht.
Warum nicht zusätzliche Inverter mit entgegengesetzten MOSFETs im CMOS-XOR-Gatter schalten?
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