Podręcznik

Zastanówmy się teraz, jak pogodzić regenerację poziomów logicznych z tłumieniem zakłóceń. Nietrudno pokazać, że te wymagania są do pewnego stopnia sprzeczne. Pokażemy to na hipotetycznym przykładzie „liniowego inwertera”. Przypomnijmy (część I): inwerter jest to najprostsza bramka logiczna wykonująca funkcję negacji NOT: „0” na wejściu daje „1” na wyjściu, i odwrotnie. Taką funkcję mógłby na przykład wykonywać układ elektroniczny o liniowej charakterystyce przejściowej \(V_{wy}=V_{DD}-V_{we}\) pokazanej na rysunku 2-4a. Jednak taki układ ani nie regeneruje poziomów logicznych (\(V_{1min}\)   na wejściu daje \(V_{0max}\)  na wyjściu, i odwrotnie), ani nie tłumi zakłóceń (impuls zakłócający na tle zera logicznego na wejściu pojawia się na tle jedynki logicznej na wyjściu z taką samą amplitudą). Wniosek z tego jest taki, że bramka logiczna mająca równocześnie zdolność regeneracji poziomów logicznych i tłumienia zakłóceń nie może mieć liniowej charakterystyki przejściowej.

Charakterystyka przejściowa „inwertera idealnego”, łączącego zdolność do regeneracji poziomów logicznych i do tłumienia zakłóceń, pokazana jest na rysunku 2-4b. Widać, że \(V_{1min}\) na wejściu daje 0 na wyjściu, a \(V_{0max}\)   na wejściu daje \(V_{DD}\)  na wyjściu. Widać także, że impuls zakłócający w ogóle nie pojawia się na wyjściu, ale pod warunkiem, że jego amplituda nie przekracza napięcia przełączania inwertera \(V_P\).

Rysunek 2 4. Inwerter o liniowej charakterystyce przejściowej (a) i o idealnej charakterystyce przejściowej (b)

Charakterystyki rzeczywistych inwerterów CMOS nie są idealne, ale są znacznie bliższe charakterystyce idealnej niż charakterystyce liniowej. Będzie o tym mowa dalej.