La porta logica NAND è perfettamente simmetrica?


Risposte:


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Ci sarà una differenza molto piccola in quel circuito a causa delle differenze di VGS nello stack N mentre il circuito sta affondando corrente durante la commutazione. M1 sarà leggermente più lento di M2 in alcune condizioni.

Vi sono tuttavia probabilmente altri fattori, ad esempio come è strutturato il circuito, che avranno un effetto altrettanto grande.

Definisci perfetto. Gran parte di ciò che facciamo in EE riguarda la modellazione. Il modello non è mai perfetto e al massimo livelli di astrazione il comportamento di questo circuito sarebbe considerato simmetrico. Se lasciamo che piccole differenze in un circuito che tipicamente includano decine di queste porte ci influenzino, non faremo mai nulla.


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Dipende dall'ambiente.
Forse nel tuo circuito sopra e in un FPGA sono uguali ma in una libreria ASIC trovi differenze tra i vari ingressi.


Ho provato a cambiare gli input scambiandoli l'uno con l'altro e ho ottenuto esattamente lo stesso risultato, per questo penso che sia simmetrico. Ma non riesco a trovare un buon ragionamento.
Vahram Voskerchyan,

@VahramVoskerchyan Questa è una logica difettosa (ow). Considera questo: se avessi creato una NAND che non era simmetrica, per esempio, aveva requisiti di tensione diversi per uno dei suoi ingressi, sarebbe comunque una NAND?
candied_orange

@CandiedOrange Ma ci sono porte logiche asimmetriche. Pseudo NMOS NAND per esempio (se non sbaglio).
Vahram Voskerchyan,

Questo è il punto. È logico (ow) errato sostenere che una NAND simmetrica significa che tutte le NAND sono simmetriche.
candied_orange

Entrambi i transistor PMOS M3 e M4 influenzeranno l'uscita attraverso il loro Cgd durante la commutazione. Tuttavia, solo il transistor NMOS M1 può fare lo stesso. Pertanto, durante la commutazione, M1 e M2 influenzeranno i picchi in modo diverso. Anche la soglia di commutazione necessaria sarà leggermente diversa. I vg di entrambi i transistor non sono gli stessi anche se A e B hanno la stessa tensione. Questo perché M2 avrà anche bisogno di un certo VDS per condurre corrente.
Vahram Voskerchyan,

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Poiché i dispositivi M1 e M2 hanno una configurazione diversa, ci sarà una differenza tra gli ingressi A e B.

Tuttavia, potresti dover guardare molto attentamente e attentamente per vedere i tempi o gli effetti soglia di quella differenza.

Quando si progetta un gate logico in un sistema, si lavora sulle massime specifiche, ma ci si aspetta che si comporti più vicino al tipico. C'è spesso una variazione 2: 1 o anche 3: 1 tra le specifiche massime e quelle tipiche. È probabile che qualsiasi differenza nelle prestazioni tra gli ingressi A e B sarà molto più piccola della differenza tra i tempi massimo e tipico.


Quindi possiamo dire che il nostro circuito è simmetrico con alcune variazioni?
Vahram Voskerchyan,

No. In termini logici, è nominalmente simmetrico. In termini analogici, non è lontano dall'essere simmetrico.
Neil_UK

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Se ti interessa l'elaborazione di impulsi di precisione, come nella costruzione dei FlipFlop di un PFD a basso jitter, rilevatore di frequenza di fase, dovresti capire tutti i vari modi in cui le cariche combatteranno all'interno del circuito e rimarranno alloggiate per sconvolgere l'impulso successivo, per causare variazioni inter-impulso-ritardo e quindi jitter deterministico.


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Una volta ho realizzato un chip con porte NAND volutamente asimmetriche, per un sommatore a increspatura in cui la velocità di un ingresso doveva essere ottimizzata e l'altra non così tanto.

Quindi no, non necessariamente simmetrico. Ma di solito quasi così.

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