전송 게이트

Transmission gate

전송 게이트(TG)는 거의 모든 전압 [1]전위를 가진 제어 신호에 의해 양방향으로 전도하거나 차단할 수 있는 릴레이와 유사한 아날로그 게이트입니다.이 스위치는 CMOS 기반의 스위치로 PMOS는 강한1을 통과하지만 낮은0을 통과하고 NMOS는 강한0을 통과하지만 낮은1을 통과합니다PMOS와 NMOS는 동시에 동작합니다.

구조.

변속기 게이트의 원리도.제어입력 ST는 공급전압 및 스위칭전압에 따라 다른 로직레벨을 제어할 수 있어야 합니다.

원칙적으로 트랜스미션 게이트는 2개의 전계효과 트랜지스터(FET)로 구성되어 있습니다.전계효과 트랜지스터에서는 기존의 이산전계효과 트랜지스터와는 대조적으로 기판단자(벌크)가 소스단자에 내부적으로 접속되어 있지 않습니다.N채널 MOSFET 및 P채널 MOSFET 두 트랜지스터는 함께 연결된 두 트랜지스터의 드레인 및 소스 단자와 병렬로 연결됩니다.게이트 단자는 NOT 게이트(인버터)에 의해 서로 연결되어 제어 단자를 형성합니다.

회로 다이어그램에서 변속기 게이트를 나타내는 데 일반적으로 사용되는 두 가지 변형 "보우 타이" 기호

개별 FET와 달리 기판 단자는 소스 접속에 연결되어 있지 않습니다.대신 기판단자는 기생기판다이오드(소스/드레인 및 기판 사이)가 항상 역방향으로 바이어스되므로 신호흐름에 영향을 주지 않도록 각각의 공급전위에 접속된다.따라서 p채널 MOSFET의 기판단자는 양의 공급전위에 접속되고 n채널 MOSFET의 기판단자는 음의 공급전위에 접속된다.

기능.

트랜스미션 게이트의 저항 특성.VTHN 및 VTHP는 각 트랜지스터의 임계값 전압에 도달하는 전환 전압이 전위에 도달한 위치를 나타냅니다.

제어 입력이 로직 제로(부정 전원 공급 전위)인 경우 n채널 MOSFET의 게이트도 음의 공급 전압 전위가 됩니다.P 채널 MOSFET의 게이트 단자는 인버터에 의해 양의 공급 전압 전위로 발생합니다.송신 게이트(A 또는 B)의 어느 스위칭 단자에 전압이 인가되든(허용 범위 내) n채널 MOSFET의 게이트 소스 전압은 항상 음이고 p채널 MOSFET는 항상 양이다.따라서 2개의 트랜지스터 중 어느 쪽도 도통하지 않고 전송 게이트가 꺼진다.

제어 입력이 논리 입력일 경우 n채널 MOSFET의 게이트 단자는 양의 공급 전압 전위에 위치합니다.인버터에 의해 P채널 MOSFET의 게이트 단자는 음의 공급전압 전위가 된다.트랜지스터의 기판단자가 소스단자에 접속되어 있지 않기 때문에 드레인단자와 소스단자는 거의 동일하고 트랜지스터는 게이트단자와 이들 중 하나의 도통전압차이로 도통하기 시작한다.

송신게이트의 전환단자 중 하나가 부공급전압 근방전압으로 상승하고, N채널 MOSFET에서 정게이트원전압(게이트-드레인전압)이 발생하여 트랜지스터가 도통하기 시작하여 송신게이트가 도통한다.전송 게이트의 스위칭 단자 중 하나에서 전압이 양의 공급 전압 전위까지 연속적으로 상승하므로 N 채널 MOSFET에서 게이트 소스 전압(게이트 드레인 전압)이 감소하고 꺼지기 시작합니다.동시에 P채널 MOSFET는 음의 게이트 소스 전압(게이트 대 드레인 전압)이 축적되어 트랜지스터가 도통하기 시작하고 전송 게이트가 전환된다.

이것에 의해, 송신 게이트가 전압 범위 전체를 통과할 수 있다.변속기 게이트의 전이 저항은 전환될 전압에 따라 다르며, 두 트랜지스터의 저항 곡선의 중첩에 해당합니다.

적용들

전자 스위치

주요 기사:전자 스위치

전송 게이트는 전자 스위치 및 아날로그 멀티플렉서를 구현하기 위해 사용됩니다.신호가 서로 다른 출력(전환 스위치, 멀티플렉서)에 연결되어 있는 경우 여러 전송 게이트를 전송 게이트로 사용하여 수행하거나 차단할 수 있습니다(단순 스위치).대표적인 예로 4066 4방향 아날로그 스위치를 들 수 있습니다.이 스위치는 다양한 [2]제조사에서 구할 수 있습니다.

아날로그 멀티플렉서

많은 혼합 신호 시스템은 아날로그 멀티플렉서를 사용하여 여러 아날로그 입력 채널을 단일 아날로그-디지털 변환기에 라우팅합니다.[3][4][5]

논리 회로

주요 기사: 트랜지스터 로직 통과

로직 회로는 기존의 CMOS 풀업 및 풀다운 네트워크 대신 전송 게이트를 사용하여 구성할 수 있습니다.이러한 회로는 종종 보다 콤팩트하게 만들 수 있으며, 이는 실리콘 구현에서 중요한 고려사항이 될 수 있습니다.

음전압

변속기 게이트를 사용하여 교류 전압(예: 오디오 신호)을 전환함으로써 음의 전원 공급 전위가 최저 신호 전위보다 낮아야 합니다.이렇게 하면 음전압에서도 기판 다이오드가 비전도 상태를 유지할 수 있습니다.변속기 게이트가 논리 전압 레벨로 전환될 수 있지만, 통합 레벨 시프터가 장착된 특수 버전이 있습니다.예를 들어 오디오 앰프에 대한 아날로그 입력 중 하나를 선택하는 데 일반적으로 사용되는 4053 표준 칩은 별도의 접지(핀 8)와 레벨 시프터를 공급하는 음극 기판 연결부(핀 7)가 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "What is a Transmission Gate (Analog Switch)? - Tutorial - Maxim". www.maximintegrated.com. Retrieved 2019-05-21.
  2. ^ 4066 데이텐블래터
  3. ^ 프랑코 자파."전자 시스템"섹션 6.9: 아날로그 멀티플렉서
  4. ^ 존 G.웹스터."전기 측정, 신호 처리 및 디스플레이"2003. 페이지 36-12
  5. ^ 로버트 A.'아날로그 회로 문제 해결'2013. 페이지 132
  • 울리히 티체, 크리스토프 셴크: 할블리터 샬퉁스테치니크 12세Auflage, Springer, Berlin/Heidelberg/New York 2002, ISBN 3-540-42849-6.
  • Elemente der anggewandten Elektronik. 15세.Auflage, Vieweg 및 Son Verlag GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2007, ISBN 978-3-8348-0124-1.
  • 클라우스 프리케:디지털 테크놀로지6. Auflage, Vieweg 및 Son Verlag GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2009, ISBN 978-3-8348-0459-4.