CMOS

Страница в процессе разработки.

Логические схемы КМОП.

CMOS AND

cmos and

CMOS BUFFER

cmos buffer

CMOS NAND

cmos nand

CMOS NOR

cmos nor

CMOS NOT

cmos not

CMOS OR

cmos or

CMOS XOR

cmos xor

Описание

Блоки CMOS представляют собой логические вентили CMOS. В таблице истинности показана зависимость выходного логического уровня блоков CMOS в зависимости от их входного уровня.

Блок

Входной логический уровень блока

Выходной логический уровень блока

CMOS AND

(1, 1)

HIGH

все остальные значения

LOW

CMOS BUFFER

1

HIGH

все остальные значения

LOW

CMOS NAND

(0, 0), (1, 0), (0, 1)

HIGH

все остальные значения

LOW

CMOS NOR

(0, 0)

HIGH

все остальные значения

LOW

CMOS NOT

0

HIGH

все остальные значения

LOW

CMOS OR

(1, 0), (0, 1), (1, 1)

HIGH

все остальные значения

LOW

CMOS XOR

(1, 0), (0, 1)

HIGH

все остальные значения

LOW

Блок определяет логические уровни входов вентиля следующим образом:

Если напряжение на вентиле больше порогового напряжения, блок интерпретирует вход как логическую 1.
В противном случае блок интерпретирует вход как логический 0.

Пороговое напряжение – это значение напряжения в средней точке между значением параметра High level input voltage и значением параметра Low level input voltage.

Чтобы повысить скорость моделирования, блок не моделирует все внутренние отдельные MOSFET-устройства, составляющие вентиль.Допущения и ограничения.

Блок моделирует вентиль следующим образом:

Входы вентиля имеют бесконечное сопротивление и конечную или нулевую емкость.
Выход вентиля предлагает выбор из двух моделей: Linear и Quadratic. Используйте параметр Output current-voltage relationship, чтобы указать модель вывода.
Вы можете указать задержку распространения для обеих моделей вентиля. Для выхода Linear блок устанавливает значение выходного конденсатора вентиля таким образом, чтобы постоянная времени резистора-конденсатора была равна значению параметра Propagation delay. Для выхода Quadratic входная потребность вентиля запаздывает, чтобы приблизиться к значению параметра Propagation delay.

Начальные условия блока зависят от выбранной модели выхода:

Для модели Linear высокое начальное состояние соответствует значению параметра High level output voltage, V_OH, а низкое начальное состояние соответствует значению параметра Low level output voltage, V_OL.
Для модели Quadratic высокое начальное состояние – это значение, близкое к значению параметра Supply voltage, Vcc, а низкое начальное состояние – к значению 0.

Выходное напряжение блока зависит от выбранной модели выхода:

Для модели Linear высокое значение выходного сигнала – это значение параметра High level output voltage, а низкое значение – это значение параметра Low level output voltage.
Для модели Quadratic выходное напряжение для состояний High и Low является функцией выходного тока. При нулевом токе нагрузки высокий уровень выходного сигнала равен Vcc (значение параметра Supply voltage), а низкий уровень выходного сигнала равен 0.

Построение волновой формы входного и выходного сигналов

Вы можете построить графики входных и выходных сигналов блока CMOS NOT без построения полной модели. Используйте эти графики, чтобы изучить влияние выбранных вами параметров на характеристики устройства.

Если вы задаете параметры блока на основе таблицы данных, можете сравнить свои графики с таблицей данных, чтобы убедиться, что вы правильно задали параметры блока.
Если у вас есть полная рабочая модель, но вы не знаете, какую изготовленную деталь использовать, можете сравнить свои графики с даташитами, чтобы помочь себе определиться.

Допущения и ограничения

Этот блок не моделирует внутренние отдельные MOSFET-устройства, составляющие вентиль (за исключением последней пары MOSFET, если вы выбрали значение Quadratic для параметра Output current-voltage relationship). Это ограничение имеет следующие последствия:

Блок неточно моделирует реакцию вентиля на входной шум и входы, находящиеся вблизи порогового напряжения логики.
Блок неточно моделирует динамический отклик.

В схемах с обратной связью вокруг набора логических затворов может потребоваться установить ненулевую задержку распространения на одном или нескольких затворах.

Порты

Ненаправленные

# J — выход J
электричество

Details

Ненаправленный порт, связанный с выходом J блока.

Имя для программного использования

output_pin

# A — вход A (для AND, NAND, NOR, OR или XOR)
электричество

Details

Ненаправленный порт, связанный со входом A блока.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Type значение AND, NAND, NOR, OR или XOR.

Имя для программного использования

input_pin_a

# B — вход B
электричество

Details

Ненаправленный порт, связанный со входом B блока.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Type значение AND, NAND, NOR, OR или XOR.

Имя для программного использования

input_pin_b

# A — вход А (для BUFFER или NOT)
электричество

Details

Ненаправленный порт, связанный со входом А блока.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Type значение BUFFER или NOT.

Имя для программного использования

input_pin

Параметры

Main

# Type — тип CMOS
AND | BUFFER | NAND | NOR | NOT | OR | XOR

Details

Параметр Type дает возможность менять тип CMOS, не пересоздавая новый компонент. Возможны следующие значения:

Компоненты с двумя входными портами:
- AND
- NAND
- NOR
- OR
- XOR
Компоненты с одним входным портом:
- BUFFER
- NOT

Зависимости

Нужно пересобрать цепь при переключении компонента с двумя портами на компонент с одним портом или наоборот.

Значение по умолчанию	`—`
Имя для программного использования	`type`

Inputs

# Low level input voltage — нижнее пороговое напряжение на входе
V | MV | kV | mV

Details

Значение напряжения, ниже которого блок интерпретирует входное напряжение как логическое LOW.

Значение по умолчанию	`2.0 V`
Имя для программного использования	`V_IL`

# High level input voltage — верхнее пороговое напряжение на входе
V | MV | kV | mV

Details

Значение напряжения, при превышении которого блок интерпретирует входное напряжение как логическое HIGH.

Значение по умолчанию	`3.0 V`
Имя для программного использования	`V_IH`

# Average input capacitance — средняя входная емкость
F | mF | nF | pF | uF

Details

Фиксированная емкость, которая приблизительно соответствует входной емкости для затвора транзистора. Емкость МОП-транзистора зависит от приложенного напряжения.

Если вы управляете этим блоком с помощью другого вентиля, Average input capacitance задает время нарастания напряжения, аналогичное времени нарастания напряжения транзистора. Обычно можно найти значение этой емкости в техническом паспорте производителя.

Установка для этого параметра значения 0 может привести к ускорению времени симуляции.

Значение по умолчанию	`5.0 pF`
Имя для программного использования	`C_input`

Outputs

# Output current-voltage relationship — зависимость между выходным током и напряжением
Linear | Quadratic

Details

Модель выходного сигнала. Возможны следующие значения:

Linear
Quadratic

Значение по умолчанию	`Linear`
Имя для программного использования	`output_type`

# Low level output voltage — нижнее пороговое напряжение на выходе
V | MV | kV | mV

Details

Значение напряжения на выходе, ниже которого блок выставляет выходное напряжение как логическое LOW.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Output current-voltage relationship значение Linear.

Значение по умолчанию	`0.0 V`
Имя для программного использования	`V_OL`

# High level output voltage — верхнее пороговое напряжение на выходе
V | MV | kV | mV

Details

Значение напряжения на выходе, выше которого блок выставляет выходное напряжение как логическое HIGH.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Output current-voltage relationship значение Linear.

Значение по умолчанию	`5.0 V`
Имя для программного использования	`V_OH`

# Output resistance — выходное сопротивление
Ohm | GOhm | MOhm | kOhm | mOhm

Details

Значение сопротивления последовательного выходного резистора, который используется для моделирования падения выходного напряжения, вызванного выходным током. Вы можете получить это значение из паспорта изделия или каталога технических спецификаций, разделив выходное напряжение высокого уровня на максимальный выходной ток низкого уровня.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Output current-voltage relationship значение Linear.

Значение по умолчанию	`25.0 Ohm`
Имя для программного использования	`R_output`

# Supply voltage — напряжение источника питания
V | MV | kV | mV

Details

Значение напряжения источника питания, подаваемое на вентиль в вашей схеме.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Output current-voltage relationship значение Quadratic.

Значение по умолчанию	`5.0 V`
Имя для программного использования	`V_supply`

# Measurement voltage — напряжение сигнала
V | MV | kV | mV

Details

Напряжение питания вентиля, для которого определяются выходные сопротивления и токи эталонных данных.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Output current-voltage relationship значение Quadratic.

Значение по умолчанию	`5.0 V`
Имя для программного использования	`V_measurement`

# Logic HIGH output resistance at zero current and at I_OH — выходное сопротивление при состоянии HIGH на вентиле при нулевом токе и при токе
Ohm | GOhm | MOhm | kOhm | mOhm

Details

Вектор [ ], содержащий два значения сопротивления.

– это градиент зависимости выходного напряжения от тока, когда вентиль находится в состоянии логического HIGH и выходной ток отсутствует.
– это градиент зависимости выходного напряжения от тока, когда вентиль находится в состоянии логического HIGH и выходной ток составляет .

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Output current-voltage relationship значение Quadratic.

Значение по умолчанию	`[25.0, 250.0] Ohm`
Имя для программного использования	`R_OH_vector`

# Logic HIGH output current I_OH when shorted to ground — выходной ток при замыкании на землю
A | MA | kA | mA | nA | pA | uA

Details

Величина тока, когда вентиль находится в состоянии логического HIGH и нагрузка заставляет выходное напряжение стремиться к нулю.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Output current-voltage relationship значение Quadratic.

Значение по умолчанию	`63.0 mA`
Имя для программного использования	`I_OH`

# Logic LOW output resistance at zero current and at I_OL — выходное сопротивление при состоянии LOW на вентиле при нулевом токе и при токе
Ohm | GOhm | MOhm | kOhm | mOhm

Details

Вектор [ ], содержащий два значения сопротивления.

– это градиент зависимости выходного напряжения от тока, когда вентиль находится в состоянии логического LOW и выходной ток отсутствует.
– это градиент зависимости выходного напряжения от тока, когда вентиль находится в состоянии логического LOW и выходной ток составляет .

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Output current-voltage relationship значение Quadratic.

Значение по умолчанию	`[30.0, 800.0] Ohm`
Имя для программного использования	`R_OL_vector`

# Logic LOW output current I_OL when shorted to Vcc — выходной ток при состоянии LOW на вентиле при замыкании на
A | MA | kA | mA | nA | pA | uA

Details

Величина тока, когда вентиль находится в состоянии логического LOW, но нагрузка заставляет выходное напряжение достигать напряжения питания .

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Output current-voltage relationship значение Quadratic.

Значение по умолчанию	`-45.0 mA`
Имя для программного использования	`I_OL`

# Propagation delay — задержка распространения сигнала
d | s | hr | ms | ns | us | min

Details

Время перехода сигнала с уровня LOW до HIGH или с уровня HIGH до LOW после изменения входных логических уровней.

Значение по умолчанию	`25.0 ns`
Имя для программного использования	`delay`

# Protection diode on resistance — сопротивление открытого защитного диода
Ohm | GOhm | MOhm | kOhm | mOhm

Details

Градиент зависимости напряжения от тока для защитных диодов при прямом смещении.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Output current-voltage relationship значение Quadratic.

Значение по умолчанию	`5.0 Ohm`
Имя для программного использования	`R_on_diode`

# Protection diode forward voltage — прямое напряжение защитного диода
V | MV | kV | mV

Details

Напряжение, при превышении которого открывается защитный диод.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Output current-voltage relationship значение Quadratic.

Значение по умолчанию	`0.6 V`
Имя для программного использования	`V_forward_diode`

Initial Conditions

# Output initial state — начальное состояние выхода
Low | High

Details

Укажите начальное состояние выхода блока, как High или Low.

Этот параметр используется как для линейных, так и для квадратичных моделей выхода, при условии, что параметр Propagation delay больше нуля, а в блоке Solver Configuration выключен параметр Start simulation from steady state.

Значение по умолчанию	`Low`
Имя для программного использования	`output_initial_state`