Számos oka lehet annak, hogy a minimális 6-nál több MOSFET-et (NAND esetén 4 + inverter esetén 2-t) használnak ebben az IC-ben:

• Amint azt az adatlap tartalmazza:

A belső áramkör több szakaszból áll, beleértve a pufferkimenet, amely nagy zajvédelmet és stabil kimenetet biztosít.

• A kimenet meglehetősen nagy (nem minimális méretű) tranzisztorokkal készül. Mindig vannak "hajtogatottak", vagyis több tranzisztort egyesítenek egy nagyba, ahol a lefolyó és a forrás diffúziós területe két tranzisztor között oszlik meg. Ez egy nagy tranzisztorként viselkedik, de annyival lehet számolni, ha nagyobb tranzisztorszámot szeretne.

• A modern CMOS folyamatokban előállított IC bemenetein és kimenetein az ESD védelem gyakran "földelt kapu MOSFET-eket" használ a hagyományosabb diódák helyett.

• "ESD szorító" áramkörre van szükség a tápcsapok között, egy ilyen áramkör pár tranzisztorból áll.

• A digitális áramkörök (mint ez ÉS kapu) gyakran megkövetelik a chipen belüli ellátás leválasztását. Ezeket "decap celláknak" nevezzük. Ezek kondenzátorok az ellátó sínek között. Ezeket a kondenzátorokat többnyire a tranzisztorok Gate-Drain / Source kapacitásának felhasználásával készítik.

• A CMOS-folyamatokban a MOSFET-ek a "legalapvetőbb" komponensek, egyben a legvezéreltebb és a legrugalmasabb összetevők is, ezért az IC-tervezők inkább MOSFET-et használnak, amikor csak lehetséges.

Összességében "nagyon egyszerű" 62 tranzisztorra van szükség ahhoz, hogy látszólag egyszerű funkciót hozzon létre, mint egy ÉS kapu. Ez azért is van, mert ez az IC "egy kicsit több", mint egy egyszerű ÉS kapu. Az ÉS kapuk olyan bonyolultabb áramkörökben, mint a CPU-k, mikrokontrollerek stb., Gyakran csak 6 tranzisztort használnak. De ezek nem "önálló" ÉS kapuk, mint ez az IC.

Az ON Semiconductor részéről MC74VHC1GT00 - Egy 2-bemenetes NAND kapu termékismertető:

A belső áramkör több fokozatból áll, beleértve egy pufferkimenetet, amely nagy zajvédelmet és stabil kimenetet biztosít.

Az MC74VHC1G00 bemeneti szerkezet védelmet nyújt, ha a tápfeszültségtől függetlenül legfeljebb 7 V feszültséget alkalmaznak. Ez lehetővé teszi az MC74VHC1G00 használatát 5 V-os áramkörök és 3 V-os áramkörök összekapcsolására.

Chip komplexitás: FET = 56

A bemenetek kikapcsolási védelme

Kiegyensúlyozott terjedési késések

Az ON Semiconductor felől MC74VHC1GT00 - Egy 2-bemenetű NAND Gate adatlap.

A bemeneti struktúrák védelmet nyújtanak 5,5 V feszültségig tápfeszültségtől függetlenül alkalmazzák. Ez lehetővé teszi a készülék számára használható az 5 V-os áramkörök és a 3 V-os áramkörök összekapcsolására. A kimeneti struktúrák akkor is védelmet nyújt, ha \ $ V_ {CC} \ $ = 0 V, és amikor a kimeneti feszültség meghaladja a \ $ V_ {CC} \ $ értéket. Ezek a bemeneti és kimeneti struktúrák segítenek megakadályozni az eszközt tápfeszültség okozta meghibásodás - a bemeneti / kimeneti feszültség eltérése, akkumulátor biztonsági mentése, forró behelyezés stb.

\ $ I_ {OFF} \ $ Támogatja a részleges kikapcsolás elleni védelmet

ESD ellenálló feszültség> 2000 V

Legalább három szakaszunk van, amelyek a bemenet, a logika és a kimenet.

A NAND-ból és egy NOT-ből kialakítható MC74VHC1G08 AND kapu 62 FET-et vesz fel. Az MC74VHC1GT00 NAND 56-at vesz igénybe. Ugyanaz a család, tehát körülbelül 6 FET az inverter megvalósításához. Ez azt jelentené, hogy az MC74VHC1G00 körülbelül 9, az MC74VHC1G08 pedig 10 kapuval rendelkezik.

Az OP kérdésének alapja egy ÉS logika, amely 6 kaputól megvalósítható, de az MC74VHC1G08-ban lévő NOT-nek legalább 6 FET-nek kell lennie.

Mondja a 8 + 6-ot a logika megvalósításához, amely körülbelül 48 FET-t hagyna az összes extra védelem biztosításához.

Találd meg az 5/6-os FET / bemenetet az ESD-védelem biztosításához = 36 FET.

A többit az összes többi védelem biztosításához.Ez egyértelműen nem egyszerű ÉS kapu.

Hány párhuzamos kis MOSFET van egy teljesítmény MOSFET-ben?Ezrek? Ennek a kis kapunak meglehetősen nagy a kimenő árama, ezért 62 apró MOSFET-re van szüksége ahhoz.

A két centem megér egy tippet.

Minél nehezebb a MOSFET kapujának bekapcsolása, annál hosszabb ideig tart, amíg a MOSFET később kikapcsol. A teljesítmény javítható áramkörök hozzáadásával a kapu felesleges feszültségének korlátozása érdekében, bár ezt a nyugalmi energiaeloszlás növelése nélkül bonyolult elvégezni.

Nem tudom, milyen pontos technikákat alkalmaznak a CMOS-ban a túltelítettség megakadályozására, de a bipoláris kereszteződésű tranzisztorokon alapuló alacsony fogyasztású Schottky-eszközök hasznos analógot nyújthatnak. Vegye figyelembe az alább látható két egyszerű invertert:

^{szimulálja ezt az áramkört - A CircuitLab} használatával létrehozott vázlat

A bal oldali inverter egyszerűbb, mint a jobb oldalon, de ha valaki futtatja a szimulációt, látni fogja, hogy a dióda hozzáadása lehetővé teszi, hogy a jobb oldali áramkör sokkal gyorsabban kikapcsoljon, mint a bal oldali áramkör .

Az alábbi BJT-alapú inverterekben a Schottky-dióda kissé megnöveli az R3 energiaeloszlását, de ez a növekedés csekély lesz a teljes energiafogyasztáshoz képest. CMOS-eszközben a kapu feszültségének egyszerű rögzítése növelné az energiaeloszlást, szükségessé téve más, kifinomultabb megközelítések alkalmazását.

Lehet, hogy a szerszámnak valójában négy ÉS kapuja van, mert ugyanolyan fizikai szerszámot használ, mint ezt az MC74VHC08 chipet, csak az egyik kaput bekötve.

Miért jött egy egész különálló szerszám tervezésének, tesztelésének és támogatásának költsége és gondja, amikor a szilíciumon lévő 17 és 62 tranzisztor közötti költség alapvetően nulla?

Ez 2 vagy 6 tranzisztort adna az áramellátás védelme érdekében, valamint 14 vagy 15 tranzisztort adna AND-ként.Nem annyira ésszerűtlen.