第1幸VLS桃论 9
第1部分 硅片逻辑
第2章OSFET逻辑设计 CMOS集成电路以名为MOS上T的双向器件作为逻辑开关.本章研究MOSFET的逻 辑特性，介绍设计数字电路的技术。 2.1理想开关与布尔运算 所有的数字设计都基于最基本的逻辑运算。我们在研究V几SI时的第一个任务就是要构 建一个电子逻辑门，用它作为复杂开关电路的功能部件。 逻辑门是用一组控制开关构成的。一个高电平有效控制开关的特性可以通过2.1来说 明。在这一理想化的情况下，开关的状态（开或关）是由控制变量A的值来决定的。 图2.1()中，控制位的值A=0,定义为使开关断开，这意味着变量x和y之间没有联系，如 图中左右两端被间断所代表的那样。相反的情况是开关闭合，如图2.1(b)所示，开关的上部 被“下推”。这种情祝发生在A=1时，此时开关两端相连，所以 y=X (2.) 成立，如果将左边的变量x定义为输入而右边的定义为输出，那么可以说，当A=1时允许输 入变量通过开关且建立输出值。之所以称为高电平控制开关，是因为需要一个A=1的高电 平控制位来闭合电路。 (a)井路 (D)闭合 图2.1高电平有效开关的工作情况 这一开关的行为特征可以用另一种方式，即写出逻辑方程①表示： y=x·A iff A=1 (2.2) 可以看到，当A=0时，x与y之间的关系是不确定的虽然这看来是一个严重的缺点，但在 实际中，可以增加一个开关来确定这种情况下y的值而避免这个问题。 让我们着手把理想开关的构想与电压源联合起来，构造一个逻辑电路。假设将两个由独 立变量α和b控制的开关如图2.2所示连接起来，这两个开关称为相互串联。当跟踪信号通 ①我们用缩写数学符号“ff”表示"if and only if(即“当且仅当…的时候”)