第6章 课件：组合逻辑（1）- 2004年10月20日.pdf

简介：
本章节PDF讲义介绍了2004年10月20日关于组合逻辑的基本概念和原理，包括逻辑门电路及其应用，是学习数字电子技术的重要资料。 本章节主要介绍组合逻辑电路的基础知识，这是数字电路设计中的一个重要领域。其特点在于输出仅依赖于当前的输入值，并不考虑之前的输入或状态。 1. 静态互补CMOS电路：这是一种常见的组合逻辑电路的设计方式，包括了P型金属氧化物半导体（PMOS）和N型金属氧化物半导体（NMOS），分别被称为上拉网络(PUN)与下拉网络(PDN)。这种类型的门在非切换期间的输出始终通过低阻抗连接至电源电压VDD，并且其值完全由实现的布尔函数决定。 2. 阈值损失：这是CMOS电路中由于PMOS和NMOS晶体管阈值电压（VT）不为零，导致从0到VDD转换时不能达到理想输出的情况。具体来说，在PMOS器件上，当栅源电压(VGS)从VDD下降至VDD-VTn时，输出开始降低；而在NMOS器件中，则是在VGS上升至|VTp|时发生类似情况。 3. 衬底效应：晶体管的衬底（体）上的电压变化会影响其阈值电压以及性能。在CMOS设计过程中需要考虑这一点来保证电路稳定性和可靠性。 4. 不对称逻辑门(SkewingGate)：这种技术通过使信号上升时间和下降时间不同，以优化高至低(H到L)或低至高(L到H)转换过程的速度。设计师可以通过调整晶体管参数实现这一目标。 5. 棍棒图(Stick Diagrams): 这种图形表示法用于显示集成电路中晶体管之间的相对位置关系，但不包含具体尺寸信息。它主要用于电路布局设计阶段的参考。 6. 输入信号模式对延迟的影响：不同输入信号的变化（如0到1或1到0）会导致逻辑门传播延时的不同。这是因为不同的变化方式会引起负载电容充放电速度差异，从而影响整体性能。 7. 复合门晶体管尺寸的选择：在设计复合门电路时，确定适当的晶体管大小对于满足特定的速度和功耗要求至关重要。 8. 扇入与扇出的影响：一个逻辑单元能够处理的最大输入数量（扇入）以及可以驱动的其他组件数目的限制（扇出），都会对整个系统的延迟产生直接影响。增加这些参数会导致延时显著增长，因此在设计过程中需要仔细权衡以确保整体性能达到预期目标。 以上内容提供了关于组合逻辑电路静态特性、相关参数设定及性能评估的基本知识，并涵盖了实际应用中需要注意的各种效应及其优化策略，构成了数字逻辑设计的重要基础。