En esta hoja de datos el diagrama lógico muestra tres inversores en cascada para obtener una función de inversión simple.
Eso significaría que tienes tres pares de PMOS-NMOS en sucesión. ¿Por qué es esto mejor que solo los dos inversores MOSFET?
En esta hoja de datos el diagrama lógico muestra tres inversores en cascada para obtener una función de inversión simple.
Eso significaría que tienes tres pares de PMOS-NMOS en sucesión. ¿Por qué es esto mejor que solo los dos inversores MOSFET?
Es para obtener la fuerza de conducción correcta, la capacitancia de entrada correcta y la latencia más baja.
Lógicamente, no hay diferencia entre uno o tres inversores, pero ...
Este tipo de búfer está diseñado para conducir una carga más alta que un solo inversor, y esto tiene que ver con la velocidad. El problema es que una compuerta CMOS puede conducir una corriente proporcional al ancho de su canal : duplicando el ancho del canal, podrá cargar un capacitor determinado dos veces más rápido.
Entonces, ¿por qué no usar transistores muy anchos para tener la corriente más alta?
Porque, si duplica el ancho del canal, también duplica la capacidad de entrada de la puerta, por lo que la etapa anterior tomará el doble de tiempo para conducir la puerta. Por lo tanto, necesita una compuerta que tenga la mínima capacitancia de entrada posible, y que tenga la mayor fuerza de conducción posible.
Esto se obtiene mediante la conexión en cascada de varios inversores (la puerta CMOS más elemental) al aumentar el ancho del canal, de modo que el primero tiene la capacitancia de entrada requerida y el último tiene la fuerza de conducción requerida.
La compensación ahora es que cada inversor también tiene una cantidad fija de latencia , por lo que no puede resolverlo simplemente conectando en cascada muchos muchos inversores. Hay fórmulas específicas, también descritas en Rabaey-Chandrakasan-Nikolic book sobre el diseño de circuitos integrados (¡caro pero muy bueno!).
Un inversor CMOS puede ser tan pequeño como un par N-Channel + P-Channel, como se muestra esquemáticamente en este CMOS de la serie A CD4069 inversor hexadecimal
La serie B y otros CMOS posteriores fueron almacenados en búfer o tenían "cosas" adicionales en la ruta de la señal. E incluso el diagrama de la serie A es representativo y no muestra exactamente lo que 'sucede dentro'. Por lo tanto, podemos tener más de dos transistores MOSFT incluso en un solo inversor. Tu ejemplo es uno de esos.
El motivo habitual para aumentar la complejidad de un par de transistores simple es el "almacenamiento en búfer". El par de salida tendrá una alta capacidad de accionamiento de corriente. El par de inpu puede optimizarse para obtener una ganancia o un voltaje de umbral de puerta alto o bajo, etc. Si tiene un inversor adicional, necesitará otro para mantener la inversión neta.
En circuitos externos, se pueden agregar inversores de serie adicional para dar un retardo de propagación adicional, no es un requisito aquí.