vak: (Улыбка)
TH22 - двухвходовый вентиль NCL-логики с порогом 2, он же C-элемент Мюллера - можно построить из двух корпусов чипа CD4007. Схема следующая:

Моделируем посредством NGSPICE. Красный и синий цвета - входы A и B, желтый - выход C. Вентиль TH22 переключается в единицу, когда оба входных сигнала равны 1, и обратно в ноль, когда оба входа равны 0. Фактиччески он содержит внутри триггер, то есть ячейку памяти на одит бит информации - как и большинство остальных вентилей NCL-логики.

Хорошо видно, что задержка переднего фронта почти в два раза меньше, чем задержка заднего фронта.



На следующем графике изображён ток потребления (красный) и токи по входам (синий, жёлтый).

vak: (Улыбка)
В целях ознакомления с характеристиками КМОП-транзисторов микросхемы CD4007 промоделируем элементарный логический инвертор. В качестве инструмента будем использовать ngspice - бесплатный симулятор аналоговых электронных схем, наследник известного проекта SPICE из университета Беркли.



Для микросхемы CD4007 я нашёл две более-менее адекватные spice-модели разного уровня сложности. Первая модель разработана Greg Flewelling в университете Maine, и использует самую простой подход, так называемый Level 1.

На рисунке можно видеть выход инвертора (синий) при подаче на вход слегка заваленного импульса (красный).



Интерес представляет также ток на входе (синий) и от источника питания (красный).



Симулятор ngspice поддерживает несколько вариантов модели для КМОП-транзисторов. Самый навороченный называется BSIM3v3, он же Level 8. Вариант модели BSIM3 для микросхемы CD4007 был разработан профессором Lynn Fuller в Рочестерском технологическом институте. Вот его результат на том же тесте:



Токи ведут себя несколько более реалистично:



Надо будет при случае померить всё то же самое на реальной микросхеме.
vak: (Улыбка)
В поисках четырёхвыводных КМОП-транзисторов или сборок неожиданно набрёл на микросхему CD4007 - я раньше не знал про такую. Она также известна под названиями HEF4007 и MC14007. Фактически это набор из шести транзисторов комплементарной проводимости, из которых можно строить произвольные логические схемы.


Из одного корпуса CD4007 можно сделать три инвертора, или триггер Шмидта, или 2И-НЕ плюс инвертор, или 3И-НЕ, или 2ИЛИ-НЕ плюс инвертор, или 3ИЛИ-НЕ, или упрощённый D-триггер, или КМОП-коммутатор.

Из двух и больше корпусов можно соорудить вообще всё, что угодно. Цена на AliExpress порядка $0.24 за штуку. Подробные характеристики и SPICE-модель есть в статье: https://people.rit.edu/lffeee/CD4007_SPICE_MODEL.pdf

Это я пытаюсь подобрать элементную базу для симуляции и прототипирования логических пороговых элементов, основы асинхронной логики.