Pertemuan 7 - Rangkaian Logika CMOS

Abstract

Dalam proses sintesis, fungsi logika minimal diwujudkan dalam rangkaian logika, yang terdiri atas gerbang-gerbang logika dan interkoneksinya membentuk rangkaian SOP (AND-OR, NAND-NAND) atau POS (OR-AND, NOR-NOR). Gerbang logika tersebut kemudian diimplementasikan menggunakan rangkaian transistor membentuk TTL. Salah satu teknologi transistor untuk mengimplementasikan rangkaian TTL adalah CMOS. Transistor CMOS mempunyai kelebihan dibandingkan dengan bipolar (BJT), yaitu daya yang lebih rendah, ukuran yang lebih kecil dan biaya fabrikasi yang lebih murah. Ukuran yang kecil dan biaya fabrikasi yang murah membuat transistor CMOS banyak digunakan di chip-chip digital dengan kepadatan transistor tinggi, misalnya mikroprosesor dan devais PLD. Di sisi lain, transistor bipolar mempunyai karakteristik respon lebih cepat daripada CMOS sehingga banyak digunakan di chip yang membutuhkan kecepatan tinggi. Kompromi (trade-off) antara daya yang rendah dan kecepatan yang tinggi memunculkan transistor BiCMOS (BiCMOS), yang merupakan perpaduan bipolar dan CMOS. Dalam bab ini dibahas prinsip kerja transistor CMOS untuk melakukan fungsi-fungsi logika dasar, yaitu NOT, AND, OR, NAND, NOT, buffer, gerbang transmisi, XOR dan XNOR. CMOS tersusun atas transistor NMOS dan PMOS yang saling berkomplemen. Susunan transistor yang saling berkomplemen ini membentuk gerbang logika dasar sebagai penyusun rangkaian untuk menjalankan fungsi logika tertentu. Pokok bahasan di bab ini meliputi: transistor NMOS, PMOS dan CMOS; gerbang logika CMOS: NOT, NAND, NOR, AND, OR; buffer, buffer tiga keadaan dan gerbang transmisi (TG) serta implementasi CMOS; gerbang logika XOR dan XNOR Setelah mempelajari bab ini, mahasiswa diharapkan akan mampu untuk [C2] memahami prinsip kerja transistor NMOS, PMOS dan CMOS untuk mengimplementasikan fungsi logika dasar; [C3] merancang rangkaian logika CMOS untuk suatu fungsi SOP atau POS dengan tepat; [C4] menganalisis rangkaian logika CMOS dan menyatakan biaya rangkaian berdasarkan jumlah transistor yang dibutuhkan untuk suatu fungsi logika.