Ist das NAND-Logikgatter perfekt symmetrisch?

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Mit anderen Worten: Wenn wir A und B tauschen, verhält sich Q in der DC- und Transientenanalyse genau gleich?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

digital-logic logic-gates cmos spice nand Vahram Voskerchyan
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Die Tatsache, dass M2
bodenbezogen

Antworten:

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Es wird einen sehr kleinen Unterschied in dieser Schaltung aufgrund der Unterschiede in der VGS im N-Stapel geben, während die Schaltung während des Schaltens Strom senkt. M1 ist unter bestimmten Bedingungen geringfügig langsamer als M2.

Es gibt jedoch wahrscheinlich andere Faktoren, beispielsweise bei der Anordnung der Schaltung, die einen ebenso großen Effekt haben.

Definieren Sie perfekt. Vieles, was wir in EE tun, dreht sich um Modellierung. Das Modell ist niemals perfekt und auf den meisten Abstraktionsebenen würde das Verhalten dieser Schaltung als symmetrisch angesehen. Wenn wir sehr kleine Unterschiede in einer Schaltung zulassen, die normalerweise zehn dieser Gatter enthält, werden wir niemals etwas erreichen.

RoyC
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Kommt auf die Umwelt an.
Vielleicht sind sie in Ihrer Schaltung oben und in einem FPGA gleich, aber in einer ASIC-Bibliothek finden Sie Unterschiede zwischen den verschiedenen Eingängen.

Alter Furz
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Ich habe versucht, die Eingänge zu ändern, indem ich sie miteinander austauschte, und ich habe genau das gleiche Ergebnis erzielt, deshalb denke ich, dass es symmetrisch ist. Aber ich kann keine guten Gründe finden.
Vahram Voskerchyan
@VahramVoskerchyan Das ist fehlerhafte Logik (ow). Bedenken Sie Folgendes: Wenn ich ein NAND erstellen würde, das nicht symmetrisch ist, beispielsweise unterschiedliche Spannungsanforderungen für einen seiner Eingänge hätte, wäre es dann immer noch ein NAND?
candied_orange
@CandiedOrange Aber es gibt asymmetrische Logikgatter. Pseudo-NMOS-NAND zum Beispiel (wenn ich mich nicht irre).
Vahram Voskerchyan
Das ist der Punkt. Es ist eine fehlerhafte Logik (ow) zu argumentieren, dass ein symmetrischer NAND bedeutet, dass alle NANDs symmetrisch sind.
candied_orange
Beide PMOS-Transistoren M3 und M4 beeinflussen den Ausgang durch ihre Cgd während des Schaltens. Dies kann jedoch nur der NMOS-Transistor M1 tun. Während des Umschaltens beeinflussen M1 und M2 die Spitzen unterschiedlich. Die erforderliche Schaltschwelle ist ebenfalls geringfügig unterschiedlich. Die Vgs beider Transistoren sind nicht gleich, selbst wenn A und B die gleiche Spannung haben. Dies liegt daran, dass M2 auch einen bestimmten VDS benötigt, um Strom zu leiten.
Vahram Voskerchyan
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Da die Vorrichtungen M1 und M2 in einer anderen Konfiguration sind, da wird eine Differenz zwischen den Eingängen A und B sein.

Möglicherweise müssen Sie jedoch sehr genau hinschauen, um die zeitlichen oder Schwelleneffekte dieses Unterschieds zu erkennen.

Wenn Sie ein Logikgatter in ein System einbauen, arbeiten Sie an den maximalen Spezifikationen, erwarten jedoch, dass es sich dem typischen näher kommt. Es gibt oft eine 2: 1 oder sogar 3: 1 Variation zwischen max und typischen Spezifikationen. Es ist wahrscheinlich, dass der Leistungsunterschied zwischen den Eingängen A und B viel geringer ist als der Unterschied zwischen dem maximalen und dem typischen Timing.

Neil_UK
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Wir können also sagen, dass unsere Schaltung mit einigen Variationen symmetrisch ist?
Vahram Voskerchyan
Nein. Logisch gesehen ist es nominell symmetrisch. In analoger Hinsicht ist es nicht weit von symmetrisch.
Neil_UK
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Wenn Sie sich für eine präzise Impulsverarbeitung interessieren, wie beim Aufbau der FlipFlops eines Phasenfrequenz-Detektors mit niedrigem Jitter-PFD, sollten Sie alle verschiedenen Arten verstehen, wie Ladungen innerhalb der Schaltung kämpfen und bleiben, um den nächsten Impuls zu stören und zu verursachen Interpulsverzögerungsvariationen und damit deterministischer Jitter.

analogsystemsrf
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Ich habe einmal einen Chip mit absichtlich asymmetrischen NAND-Gattern für einen Ripple-Carry-Addierer hergestellt, bei dem die Geschwindigkeit von einem Eingang optimiert werden musste und der andere nicht so sehr.

Also nein, nicht unbedingt symmetrisch. Aber normalerweise fast so.

Dick Lyon
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