কেন একটি সিঙ্গেল এবং গেটের জন্য 60 ট্রানজিস্টর দরকার?

24

এ খুঁজছি MC74VHC1G08 জন্য উপাত্তপত্র অধীন বৈশিষ্ট্য অধ্যায়, এটা যুক্তরাষ্ট্রের Chip Complexity: FETs = 62।

এই আইসিটির কেন 62 ট্রানজিস্টর প্রয়োজন, যখন কেবল 6 টি ট্রানজিস্টর দিয়ে একটি এ্যান্ড গেট তৈরি করা যায়?
অন্যান্য ৫ trans টি ট্রানজিস্টর কীসের জন্য ব্যবহৃত হচ্ছে? আমার অনুমানটি কোনও প্রকার সুরক্ষা বর্তনী হবে তবে আমি নিশ্চিত নই।

— eeze
সূত্র

8

আপনি দুটি ট্রানজিস্টর দিয়ে কীভাবে একটি সিএমওএস এবং গেট তৈরি করতে পারেন? আমার সর্বনিম্ন ছয়টি প্রয়োজন এবং একটি বড় অফ-চিপ বোঝা চালানোর জন্য আউটপুটটি আরও বাড়িয়ে তুলতে আমার আরও একগুচ্ছ প্রয়োজন।

— এলিয়ট অলডারসন

1

এটির কি আসলে trans২ টি ট্রানজিস্টর রয়েছে, না কি সাইজিং গণনা করার জন্য ওএন-এর কিছু সূত্র রয়েছে (যেমন পুরানো দিনে "ট্যাক্স অশ্বশক্তি" কেবলমাত্র অন্য দিকে)? সমস্ত ট্রানজিস্টর কি স্বাধীন, না ফ্যান-আউটের জন্য আউটপুটে এটি সমান্তরাল ট্রানজিস্টারের একটি গুচ্ছ আছে?

— টিমউইস্কট

4

আক্ষরিক অর্থে 62 ট্রানজিস্টর নাও থাকতে পারে; এটি একটি "নরমালাইজড" নম্বর হতে পারে যা কোনও প্রকারের নির্ভরযোগ্যতা-ভবিষ্যদ্বাণীকারী মিডেলের সাথে প্লাগ হয়ে যায়। এটি বলেছিল, ডাটাশিট বলেছে যে এটির "আউটপুট বাফার সহ" একাধিক পর্যায় রয়েছে। এবং হ্যাঁ, ইনপুট সুরক্ষাও ট্রানজিস্টর গণনার দিকে গুনবে।

— ডেভ টুইট করেছেন

@ElliotAlderson তুমি ডান - যে 6 বলতে হবে, না 2.

— eeze

4

@ প্ল্যাটটাইডে আমি কেন পুরোপুরি বোঝার ভান করি না, তবে আমি শুনেছি সিএমওএসে ডায়োডগুলি কখনও কখনও এফইটিএস ব্যবহার করে প্রয়োগ করা হয়। হতে পারে FET- এর মাধ্যমে সম্ভব সমস্ত কিছু করা বানোয়াট প্রক্রিয়াটিকে সহজতর বা কিছু করে তোলে।

— এমব্রিগ

33

এই আইসিটিতে ন্যূনতম 6 টি এমওএসএফইটি (একটি ইনভার্টারের জন্য একটি ন্যানড + 2 এর জন্য 4) এর বেশি ব্যবহার করার বিভিন্ন কারণ থাকতে পারে:

ডাটাশিটে যেমন বলা হয়েছে:

অভ্যন্তরীণ সার্কিটটি একাধিক পর্যায়ে গঠিত, একটি বাফার আউটপুট সহ যা উচ্চতর শব্দ প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং স্থিতিশীল আউটপুট সরবরাহ করে including

আউটপুট মোটামুটি বড় (ন্যূনতম আকার নয়) ট্রানজিস্টর ব্যবহার করে তৈরি করা হবে। সর্বদা "ভাঁজ" থাকে যার অর্থ একাধিক ট্রানজিস্টর একটি বৃহত একটিতে একত্রিত হয় যেখানে ড্রেন এবং উত্স বিস্তারের অঞ্চল দুটি ট্রানজিস্টরের মধ্যে ভাগ করা হয়। এটি একটি বৃহত ট্রানজিস্টর হিসাবে আচরণ করে তবে আপনি যদি উচ্চতর ট্রানজিস্টর গণনা চান তবে অনেক হিসাবে গণ্য হতে পারে।
আধুনিক সিএমওএস প্রসেসগুলিতে গড়া আইসির ইনপুট এবং আউটপুটগুলিতে ইএসডি সুরক্ষা প্রায়শই বেশি traditionalতিহ্যবাহী ডায়োডের পরিবর্তে "গ্রাউন্ড-গেট এমওএসএফইটি" ব্যবহার করে।
সরবরাহ পিনগুলির মধ্যে একটি "ইএসডি ক্ল্যাম্প" সার্কিটের প্রয়োজন, এই জাতীয় সার্কিটের মধ্যে দু'জন ট্রানজিস্টর থাকে।
ডিজিটাল সার্কিটগুলির (এই এবং গেটের মতো) প্রায়শই অন-চিপ সরবরাহ ডিকোপলিংয়ের প্রয়োজন হয়। এগুলিকে "ডেকাপ সেল" বলা হয়। এগুলি সরবরাহের রেলের মধ্যে ক্যাপাসিটার। এই ক্যাপাসিটারগুলি বেশিরভাগ ট্রানজিস্টরের গেট-ড্রেন / উত্স ক্যাপাসিট্যান্স ব্যবহার করে তৈরি করা হয়।
সিএমওএস প্রক্রিয়াগুলিতে মোসফেটগুলি সর্বাধিক "বেসিক" উপাদান হয়, এগুলি সর্বাধিক নিয়ন্ত্রিত উপাদান এবং সর্বাধিক নমনীয় উপাদানও তাই আইসি ডিজাইনাররা যখনই সম্ভব একটি এমওএসএফইটি ব্যবহার করতে পছন্দ করে।

সব মিলিয়ে একটি এ্যান্ড গেটের মতো আপাতদৃষ্টিতে সহজ ফাংশন করতে 62 ট্রানজিস্টর প্রয়োজন "বেশ সহজ"। এটিও কারণ এই আইসিটি কেবল একটি সাধারণ আর গেটের চেয়ে "কিছুটা বেশি"। সিপিইউ, মাইক্রোকন্ট্রোলার ইত্যাদির মতো আরও জটিল সার্কিটের অ্যান্ড গেটগুলি প্রায়শই কেবল 6 ট্রানজিস্টর ব্যবহার করবে। এগুলি এই আইসির মতো "একা দাঁড়িয়ে" এবং গেটগুলি নয়।

— Bimpelrekkie
সূত্র

সমান্তরালভাবে একাধিক, আরও ছোট ব্যবহার করার পরিবর্তে আপনি ডাইতে আরও বড় ট্রানজিস্টরকে কল্পিত করবেন না এমন কোনও কারণ আছে কি?

— DKNguyen

2

@ টুর হ্যাঁ, ট্রানজিস্টরের আকার। বলুন আমার 1000 ডাব্লু / 0.13 মিমি ডাব্লু / এল প্রয়োজন। এর অর্থ একটি খুব প্রশস্ত (1 মিমি) তবে খুব পাতলা (0.0005 মিমি থেকে কম) ট্রানজিস্টর যা অপ্রচলিত, এর ফলস্বরূপ চিপের জন্য খুব অব্যবহৃত আকারের আকার ধারণ করবে। যা পছন্দ হয় তা প্রায় বর্গাকার চিপ (তবে একটি আয়তক্ষেত্রও ঠিক আছে)। সুতরাং আমরা সেই ট্রানজিস্টরটিকে ভাঁজ করি উদাহরণস্বরূপ 50um / 0.13um এর 20 টি ছোট এবং এটি একটি আয়তক্ষেত্রাকার আকারে একত্রিত করি। এখানে কি দেখতে দেখতে তা একবার দেখুন: zeptobars.com/en/read/…

— বিম্পেলেক্কি

1

এই এলডিওর "ভাঁজ" আউটপুট ট্রানজিস্টর হ'ল ছবির উপরের-ডান অংশে সেই দুটি "ব্লবস" (সেগুলি বন্ডিং প্যাডগুলি) এর মধ্যে কাঠামো। যদিও এটি একটি এলডিও, এটি এমন কোনও আইসির মতো দেখাবে যেখানে বড় এমওএসএফইটি প্রয়োজন।

— বিমপ্লেরেকি

2

আহ্, সুতরাং এটি তাই আপনি ওয়েফারে উপলভ্য সমস্ত নোক এবং ক্র্যানিতে "ট্রানজিস্টর pourালতে" পারেন। কয়েকটি বড় পাথর এবং খালি জায়গা দিয়ে ভরাট করার পরিবর্তে কোনও পাত্রে বালু .ালার মতো।

— DKNguyen

@ টুর সঠিক, এটি বালি ingালার মতো সহজ নয় তবে ধারণাটি একই রকম, ছোট ইউনিটগুলির সাথে একটি (এলোমেলোভাবে ব্যবধানযুক্ত) আকারটি পূরণ করা অনেক সহজ যে এটি খুব দীর্ঘ এবং সংকীর্ণ একক ট্রানজিস্টর দিয়ে দক্ষতার সাথে পূরণ করতে হবে।

— বিম্পেলরেকিকি

8

সেমিকন্ডাক্টর এমসি 74 ভিএইচসি 1 জিটি 300 থেকে - একক 2-ইনপুট ন্যানড গেট পণ্য গাইড:

অভ্যন্তরীণ সার্কিটটি একাধিক পর্যায়ে গঠিত, একটি বাফার আউটপুট সহ যা উচ্চতর শব্দ প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং স্থিতিশীল আউটপুট সরবরাহ করে including

সরবরাহের ভোল্টেজ নির্বিশেষে, 7 V অবধি ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয় তখন MC74VHC1G00 ইনপুট কাঠামো সুরক্ষা সরবরাহ করে। এটি MC74VHC1G00 কে 5 ভি সার্কিটকে 3 ভি সার্কিটের ইন্টারফেস করতে ব্যবহার করতে দেয়।

চিপ জটিলতা: FETs = 56

পাওয়ার ডাউন সুরক্ষা ইনপুটগুলিতে সরবরাহ করা

ভারসাম্যপূর্ণ প্রচারে বিলম্ব

সেমিকন্ডাক্টর এমসি 74 ভিএইচসি 1 জিটি 300 থেকে - একক 2-ইনপুট ন্যানড গেটের ডেটাশিট।

$V_{CC}$ $V_{CC}$

$I_{OFF}$

ইএসডি ভোল্টেজ> 2000 ভি সহ্য করুন

আমাদের কমপক্ষে তিনটি স্তর রয়েছে, যা ইনপুট, যুক্তি এবং আউটপুট।

এমসি 74 ভিএইচসি 1 জি08 এবং গেটটি, যা একটি ন্যান্ড এবং একটি নন থেকে তৈরি করা যেতে পারে, 62 টি এফইটি লাগে। MC74VHC1GT00 NAND 56 লাগে S একই পরিবার, সুতরাং একটি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল বাস্তবায়নের জন্য প্রায় 6 টি FET। যার অর্থ MC74VHC1G00 এর প্রায় 9 টি কার্যকারিতা এবং MC74VHC1G08 10 গেট থাকবে।

ওপি-র প্রশ্নের ভিত্তির ভিত্তিতে একটি অ্যান্ড লজিক 6 গেট থেকে প্রয়োগ করা যেতে পারে, তবে এমসি 74 ভিএইচসি 1 জি08-তে একটি নয় কমপক্ষে 6 টি এফইটি হতে হবে।

যুক্তিটি বাস্তবায়নের জন্য 8 + 6 বলুন, যা সমস্ত অতিরিক্ত সুরক্ষা সরবরাহ করতে প্রায় 48 টি এফইটি ছেড়ে যায়।

ESD সুরক্ষা = 36 FET সরবরাহ করতে 5/6 FET / ইনপুট অনুমান করুন।

বাকি সমস্ত অন্যান্য সুরক্ষা প্রদান। এটি স্পষ্টতই একটি সাধারণ ও গেট নয়।

— StainlessSteelRat
সূত্র

3

এক পাওয়ার মোসফেটে কতগুলি সমান্তরাল ছোট এমওএসএফইটি আছে? হাজার হাজার মানুষ? এই ছোট গেটটির মোটামুটি উচ্চ আউটপুট বর্তমান রয়েছে, তাই এটি করতে 62 টি ক্ষুদ্র এমওএসএফইটি দরকার।

আমার অনুমানের দুটি সেন্ট।

— Audioguru
সূত্র

2

এটি চালু করতে মোসফেটের গেটটি যতই শক্তভাবে চালিত হয়, ততক্ষণে মোসফেটটি বন্ধ করতে তত বেশি সময় লাগবে। অতিরিক্ত গেট ভোল্টেজ সীমাবদ্ধ করার জন্য সার্কিটরি যুক্ত করে পারফরম্যান্স উন্নত করা যেতে পারে, যদিও নিরিবিলি শক্তি অপসারণ ব্যয় না করে এটি করা কঠিন is

আমি জানি না ওভারসেটেরেশন প্রতিরোধের জন্য সিএমওএসে সঠিক কৌশলগুলি কী ব্যবহৃত হয়, তবে বাইপোলার জংশন ট্রানজিস্টারের উপর ভিত্তি করে স্বল্প-শক্তি স্কটকি ডিভাইসগুলি একটি দরকারী অ্যানালগ সরবরাহ করতে পারে। নীচে প্রদর্শিত দুটি সহজ ইনভার্টার বিবেচনা করুন:

পরিকল্পিত

^{এই সার্কিটটি অনুকরণ করুন - সার্কিটল্যাব ব্যবহার করে স্কিম্যাটিক তৈরি করা হয়েছে}

বাম দিকে বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল ডানদিকে একের চেয়ে সহজ, তবে যদি কেউ সিমুলেশন চালায় তবে একটি দেখতে পাবে যে ডায়োড যুক্ত করার ফলে ডান দিকের সার্কিটটিকে বাম দিকের দিকের চেয়ে আরও দ্রুত স্যুইচ অফ করতে দেয়।

নীচে বিজেটি-ভিত্তিক বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদলে স্কটকি ডায়োড আর 3-তে বিদ্যুৎ অপচয় হ্রাস করতে কিছুটা বাড়িয়ে তুলবে, তবে সামগ্রিক বিদ্যুৎ ব্যবহারের তুলনায় এ জাতীয় বৃদ্ধি সামান্য হবে। একটি সিএমওএস ডিভাইসে, কেবল গেটের ভোল্টেজ ক্ল্যাম্পিং করলে বিদ্যুৎ অপচয় বাড়ে, এটি অন্যান্য, আরও পরিশীলিত, পদ্ধতির ব্যবহারের প্রয়োজন করে তোলে।

— supercat
সূত্র

আমি এমওএস-এর চার্জ-স্টোরেজ স্লো-ডাউন আচরণগত সমস্যাগুলি মনে করি না।

— এনলগ সিস্টেমেসফ

ছোট মোসফেটগুলির জন্য, পক্ষপাতদুষ্ট জিনিসগুলিতে অতিরিক্ত সার্কিটরি যুক্ত করা সম্ভবত সম্ভবত কার্যকর নয়, তবে বড় মোসফেটগুলি নূন্যতম গেটের ক্যাপাসিট্যান্স পেতে চলেছে এবং আমি মনে করি যে তাদের নকশাগুলির বাইরে অন্য কিছু রয়েছে, যদিও আমি জানি না তারা ঠিক কী । চার-ট্রানজিস্টর ন্যানড গেটটি দু-বিগ-ট্রানজিস্টর ইনভার্টার (বা ট্রানজিস্টরের দুটি বৃহত সমান্তরাল গ্রুপ) খাওয়ানো সম্ভবত গেট ভোল্টেজের আরও ভাল নিয়ন্ত্রণের সাথে অর্জন করতে পারে good

— সুপারক্যাট

1

সম্ভবত ডাই এর চারটি এবং গেট রয়েছে, কারণ এটি এই এমসি 74৪ ভিএইচসি ০৮ চিপের মতো একই শারীরিক ডাই ব্যবহার করছে , কেবলমাত্র একটি গেটের কেবল তারের আপ করে।

সিলিকনে 17 টি বনাম 62 ট্রানজিস্টরের মধ্যে ব্যয় কেন মূলত শূন্য হয়, কেন সম্পূর্ণ আলাদা ডাই ডিজাইন, পরীক্ষার এবং সমর্থন করার জন্য কেন ব্যয় ও সমস্যা হয়?

এটি পাওয়ার সরবরাহকে সুরক্ষিত করতে 2 বা 6 পর্যন্ত ট্রানজিস্টর এবং প্রতি ও 14 প্রতি 14 বা 15 ট্রানজিস্টর যুক্ত করতে পারে। অযৌক্তিক নয়।

— হার্পার - মনিকা পুনরায় স্থাপন করুন
সূত্র

এটি সম্পর্কেও আশ্চর্য হয়েছিলেন - এটি কোনও ক্রেজি ধারণা নয় কারণ বেশিরভাগ বিদ্যুতের খরচ গতিশীল হবে তাই অব্যবহৃত গেটগুলি আপত্তি করা শক্ত হবে। তবে চতুর্ভুজ অংশ জন্য উপাত্তপত্র আপনার লিঙ্ক "চিপ জটিলতা: 24 FETs বা 6 সমতুল্য গেটস" বলেছেন - অর্থাত, সহজ ।

— ক্রিস স্ট্রাটন