디지털 집적회로 해석 및 설계 4

4. MOS 인버터 회로

디지털 MOS회로는 크게 스태틱과 다이내믹의 두 그룹으로 분류된다.

스태틱게이트의 모든 노드는 VDD 혹은 접지와 저항성 경로를 통해 연결된다.

또한 스태틱 회로는 조합논리 회로망의 동작을 위해 클록을 필요로 하지 않거나 

다른 형태의 주기적인 신호를 필요로 한다. 

다이내믹 회로에서는 일부 노드 전압이 커패시터에 저장되는 전하에 기반을 둔다.

또한 다이내믹 회로는 정상적인 동작을 위해 조합논리 응용에서조차도 데이터 신호와 동기화된 주기적인 클록 신호가 필요하다.

클록 신호는 전송 게이트 혹은 전달 게이트라 불리는 부하 소자에 인가된다.

 

전압전달특성

이상적인 인버터는 두군데의 제로 이득 구간과 한 군데의 무한대 이득 구간이 명확하게 구분된다.

입력의 잡음 제거 능력이 있다.

현실적인 인버터도 입력 영역이 출력 영역보다 크다면 바람직한 잡음제거 성질을 가지고 있다.

하지만 두 입력 영역은 이상적인 경우보다 작고 두 출력 영역은 이상적인 경우보다 크다.

인버터도 저이득 증폭기처럼 동작한다. 잡음을 감쇄시키는 것이다.

재생성 - 잡음이 기정의된 문턱전압을 넘지만 않는다면 잡음으로 인해 입력신호가 적정 영역을 벗어나더라도

인버터의 고이득으로 인해 연속된 여러단을 거치면서 제대로 된 값으로 되돌아가는 현상, 로직 게이트의 핵심 성질

잡음?

원하지 않은 용량성(capacitive) 혹은 유도성(inductive) 커플링에 의해 로직 노드 혹은 상호접속선으로 잡음이 전달된다.

접지 및 전력 공급선에서의 직렬 인덕턴스 및 저항은 많은 로직 소자가 공유하므로 잡음 문제의 공통 원인이 된다.

SSNM 단일 잡음원의 잡음여유

SSNM은 단일 잡음원 및 후속 로직 게이트에 대한 영향과 관련이 있다.

전압이 Vs만 넘어가지 않도록 하는 정도의 잡음은 재생효과 덕택으로 후속 인버터에 의해 견뎌낼 수 있다는 결과!

    

이 레벨을 넘어서는 잡음은 출력을 반대 값으로 뒤집히게 하여 원래의 값으로 복구할 수 없게 만든다.

MSNM 다중 잡음원의 잡음여유

잡음이 있는 출력전압 = 무잡음 출력 + 잡음 X 이득 + 고차항

    

알아야 할 파라미터