ЛЭ на МДП-транзисторах одного типа проводимости

Схема базового элемента nМОПТЛ

Основа ЛЭ составляет цифровой ключ с общим истоком, в котором один транзистор – ключевой элемент, второй – стоковая нагрузка.

Наибольшее применение в ЦИС получили ЛЭ на МДП-транзисторах с индуцированным каналом n-типа, как наиболее быстродействующие, так как подвижность электронов, являющихся носителями зарядов в n-канальных транзисторах, выше подвижности дырок (в p-канальных). Кроме того элементы nМОПТЛ хорошо согласуются с элементами ТТЛ по напряжению питания и напряжению высокого и низкого уровня.

В этой схеме параллельно соединенные Vt1, Vt2 – ключевые, а VT3 – стоковая нагрузка. VD1, VD2 – стабилитроны, ограничивающие вх.напряжение на безопасном уровне (пробой статическим электричеством).

Принцип действия:

VT3 – всегда открыт (постоянно индуцирован канал n-типа из-за подключения затвора +Uп, а подложки к земле, в результате напряжение между подложкой и затвором выше порогового уровня отпирания транзистора).

1. X1=x2=U⁰ <Uзи пор, VT1, VT2 закрыты, выход = Uп=U¹

2. X1 и(или) Х2 = U¹> Uзи пор, VT1 и (или) VT2 открыт, выход = U⁰

Чтобы выполнялось условия U⁰<Uзи пор транзисторы Vt1, Vt2 должны иметь короткий и широкий канал (сопротивление ед. кОМ), а VT3 – длинный и узкий канал (дес. кОм)

Выполняемая логическая операция ИЛИ-НЕ

Примеры: серии 132, 565, 1809

Достоинства:

1. Высокая плотность упаковки за счёт отсутствия резисторов, занимающих большую площадь на кристалле ИС

2. Относительно малая потребляемая мощность

3. Хорошая помехоустойчивость за счёт большого логического перепада (почти = напряжению питания)

Недостаток:

Низкое быстродействие (≈ 100нс), так как при выключении ЛЭ емкость нагрузки заряжается через большое сопротивление канала VT3 с большой постоянной времени.