電路設計風格一、MOS管分類及特性二、靜態互補邏輯三、傳輸管邏輯四、差分級聯邏輯五、CPL邏輯六、動態邏輯Combinationallogiccircuitdesign（組合邏輯電路設計）1一、MOS管分類及特性CMOS型：互補型場效應管結型場效應管JFET絕緣柵效應管IGFET（MOS）增強型耗盡型PMOSNMOSPMOSNMOS2MOS管的開關特性

G：柵極D：漏極S：源極B：襯底NMOS:輸入“１”導通PMOS:輸入“０”導通NMOSPMOS3二、StaticcomplementaryCMOS

靜態CMOS互補邏輯反相器與非門PulldownLogicBlock下拉邏輯塊PullupLogicBlock上拉邏輯塊4反相器圖（a）圖（a）NMOS:輸入“１”導通PMOS:輸入“０”導通5１、上拉網絡:PMOS(PMOS襯底：總是接VDD)下拉網絡:NMOS(NMOS襯底：總是接GND)２、邏輯功能：1）NMOS：串聯---與并聯---或2）PMOS：串聯---或并聯---與3）最后輸出：取“非”CMOS互補邏輯設計規則6

與非門

或非門

復雜門１、上拉網絡:PMOS(PMOS襯底：總是接VDD)下拉網絡:NMOS(NMOS襯底：總是接GND)２、邏輯功能：1）NMOS：串聯---與并聯---或2）PMOS：串聯---或并聯---與3）最后輸出：取“非”7與或非門AOI8或與非門OAI9異或/同或邏輯10異或電路的實現11用與或非門實現“異或”“同或”功能12

三、

Switchlogic開關邏輯

（傳輸管邏輯transmissionlogic,passlogic)Typesofswitches

互補傳輸管邏輯(transmissionlogic)NMOS傳輸管邏輯(passlogic)傳輸門NMOS傳輸管利用傳輸門的邏輯特點，可以簡化CMOS邏輯電路。傳輸門體現了MOS管的雙導通特性，為邏輯電路的設計增加了靈活性。以NMOS傳輸門為例說明傳輸門的邏輯特點。分析CMOS傳輸門也只分析其中NMOS管功能即可。13VDD00VDDVDDVDD-VtA=1時

Y=BAB?Y

但高電平有閾值損失00/VDD高阻2)A=0時Y=高阻傳輸管邏輯的特性143)n-typeswitch高電平有閾值損失必須用電平恢復電路VDD0VDD-VtVDDVDDVDD-Vtout+15級聯時應注意VDDVDD-VtVDDVDD-2VtVDDVDDVDD-VtVDD不好可以16用傳輸管邏輯設計電路設計時要消除輸出的不確定狀態1)設計原理172)傳輸管實現的與門需要6個晶體管（產生非,還要一個反向器4個晶體管（產生B非，要一個反向器18問題：傳輸管邏輯能產生非邏輯嗎？

不能。傳輸管邏輯是一種非完備的邏輯。（可以實現與、或、非的邏輯是完備的）解決方案：使用其他邏輯。（需要非邏輯的部分使用反向器）19異或門A’Y=A’B+AB’20多路選擇器(MUX--Multiplexer)多路選擇器或多路轉換開關(MUX)是MOS開關的一個典型應用，圖（a）給出了一個簡單的NMOS四到一轉換開關的電路和它所對應的轉換關系。ABF00P401P310P211P121傳輸門邏輯(ａ)NMOS型(ｂ)全傳輸門型22(C)CMOS型CMOS結構的多路轉換開關克服了NMOS結構所存在的傳輸高電平閾值電壓損耗和串聯電阻大的問題，但晶體管數目增加了一倍。23四、差分級聯電壓開關邏輯差分級聯電壓開關邏輯，DCVSL=differentialcascodevoltageswitchlogic24DCVSL=differentialcascodevoltageswitchlogic（差分級聯電壓開關邏輯）屬于Staticlogic.延時小(Useslatchtocomputeoutputquickly).雙軌邏輯（Requirestrue/complementinputs,producestrue/complementoutputs）.251、DCVSstructure下拉網絡采用NMOS器件，并且兩者是互斥的:左邊導通時右邊關斷;右邊導通時左邊關斷.262、buffer/inverter3、與/與非門下拉網絡采用NMOS器件，并且兩者是互斥的:左邊導通時右邊關斷;右邊導通時左邊關斷.274、異或/同或門兩個下拉網絡之間共用了晶體管，從而實現了面積開銷的減少。285、AO/AOI296基于DCVSL的與或/與或非門307、特點1）屬于靜態邏輯.2）屬于雙軌邏輯

out和outb有相同的延時3）延時小.

因為有正反饋加速4）面積小因為NMOS多5）功耗大

因為正反饋時存在短路AAOutOut31五、互補傳輸（CPL）邏輯高性能設計中常使用CPL邏輯。基本思想（類似DCVSL）是接收真輸入及其互補輸入并產生真輸出及其互補輸出。特點：１、采用差分方式，電路中總是存在互補的數據輸入和輸出。所以不必增加反向器來得到反信號。32２、CPL屬于靜態門類型，因為定義為輸出的節點總是通過一個低阻路徑連到VDD或GND。３、CPL的設計具有模塊化的特點。他們都采取完全相同的拓撲結構。只是輸入的排列不同。這使得這類單元庫的設計非常簡單。較復雜的門可以通過串聯標準的傳輸管模塊來構成。特點：33互補傳輸邏輯與/與非門或/或非門34互補傳輸邏輯數據選擇器同或/異或門35四輸入與門用CPL實現的四輸入與/與非門，使用的晶體管總數是14個（包括最后的緩沖器）這個數字高于前面討論過的門。但是這個結構同時產生了與/與非功能，這可能減少整個電路的晶體管數目。36六、DominologicUsesprechargeclocktocomputeoutputintwophases:Precharge(預充電);Evaluate（賦值）.371.DominogatestructureIn1In2PDNIn3MeMpClkClkOutCLOutClkClkABCMpMeTwophaseoperation

Precharge(CLK=0)

Evaluate(CLK=1)38OutClkClkABCMpMeonoff1offon((AB)+C)TwophaseoperationIn1In2PDNIn3MeMpClkClkOutCL2.Operation

Evaluate(Clk=1)0011Precharge(Clk=0)393.CascadingDynamicGatesClkClkOut1InMpMeMpMeClkClkOut2VtClkInOut1Out2VVTnOnly01transitionsallowedatinputs!40In1In2PDNIn3MeMpClkClkOut1In4PDNIn5MeMpClkClkOut2Mkp111000013.CascadingDynamicGatesControlledbyclock.Precharge:p-typepullup

prechargesthestoragenode;inverterensuresthatoutputgoeslow.Evaluate:storagenodemaybepulleddown,sooutputgoesup.41WhyDomino?ClkClkIniPDNInjIniInjPDNIniPDNInjIniPDNInjLikefallingd