Circuit은 어떻게 이루어졌을까?
정답은?
Circuit > Logic gate > TRANSISTOR!
Circuit 회로는 Logic gate들로 구성되죠.
Logic gate는 수업시간에 배웠다시피 and, or, nand, xor등등의 gate들이 있어요!
그렇다면 이 gate들은 어떻게 만들어질까요?
바로 트랜지스터입니다! 두둥
트렌지스터는 하나의 포트와 두 개의 전압과 이어진 부분, 즉 3개의 부분으로 나뉘어 있어요.
이렇게 스위치(gate)부분과
이것과 이어진 drain, source라는 두가지 terminal이 있지요.
이것은 트랜지스터를 간단히 그림으로 표현한 것이에요.
그렇다면 트렌지스터는 무엇으로 부터 만들어질까요?
바로 실리콘!
입니당. 반도체 생각하시면 되요~
실리콘은 도체가 아니에요 ㅠㅠ 그래서 전기가 통하지 않죠.
그러나 도핑된 실리콘은 전기가 흐를 수 있답니다.
도핑된 상태에 따라서 n-type과 p-type으로 나눠집니다.
n-type 은 전자가 자유롭게 이동하는 형식이구요.
p-type 은 양공(정공이라고도불 러요)이 자유롭게 변하는 형식입니다.
모두들 고등학교 과학시간에 한번쯤 들어보셨죠 ^^?
이제 본격적으로 트렌지스터에 대해 알아볼까요?
흔히 사용하는 트랜지스터를 MOS transistor라고 해요.
MOS Transistors = Metal oxide silicon (MOS) transistors의 약자 입니다.
-메탈을 사용한 Polysilicon gate
-Oxide (silicon dioxide) 로 이루어진 절연체
-Doped Silicon 기반 물질
이 바로 그것인데요.
gate에 전압이 가해졌을때 한쪽은 반도체, 한쪽은 통로 역할을 하는 절연체 역할을 하게 되어 전류를 적절히 조절할 수 있습니다.
전류는 전자가 이동하거나 정공이 변화하면서 흐르게되요^^
위의 그림에서 보듯이 nMOS와 pMOS입니다!
nMOS Transistor
Gate = 0 (OFF) Gate = 1 (ON)
(전류가 흐르지 않아요) (전류가 흐를 수 있어요)
pMOS Transistor
Gate = 0 (ON) Gate = 1 (OFF)
(연결되었을 때) (연결이 끊겼을때)
이렇게 두 가지의 transistor를 만지작 만지작 해서
탄생한 완벽한 트렌지스터를 CMOS라고 합니다.
여기서 보듯이 nMOS는 0일때 전류를 흐르게 할 수 있어 전류가 통하지 않는 부분과 연결 되고, pMOS는 1일때 전류를 잘 흐르게 할 수 있어서 전압이 가해지는 부분가 연결되지요. CMOS는 이 두 가지 특성을 이용해서 gate를 구성합니다.
CMOS (Complementary MOS)
이제 transistor의 symbol을 알았으니 gate가 구체적으로 어떻게 만들어지는지 알아볼까요?
NOT Gate
우리가 알고 있는 NOT gate는 이런 symbol을 가지고 있어요.
이것을 Transistor 기호로 표시하면?
짜잔!!
잠깐 다시 한번 떠올려 볼까요?
nMOS는 0일때 전류를 흐르게 할 수 있어 전류가 통하지 않는 부분(GND= 0값)과 연결 되고, pMOS는 1일때 전류를 잘 흐르게 할 수 있어서 전압이 흐르는 부분(VDD =1값)와 연결된다고 했지용?
위의 gate가 0일때 1일때 표를 보면 알기 쉬워요^^^^
잠깐 참고 ㅋㅋ 그렇다면 A가 0일때 P1(pMOS)는 연결(ON)되고 N1(nMOS)은 OFF되어 VDD(1의값을 가짐)로부터 전류가 흐르겠네요?
그래서 Y에는 1의 값이 들어오게되겠지요^^
A가 1일때는 그 반대에요.
표를 보면 알기 쉬워요^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^*
그렇다면 NAND gate는 어떻게 될까요?
이제 이 표를 보고 Circuit을 조합해 볼까요?
답은 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
짜잔!
이렇게 해서 오늘은 요기까지~~
안뇽안뇽ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ~
출처 : Digital Design and Computer Architecture / David harris, Sarah Harris
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