128
отсутствуют столь жесткие ограничения на число последовательно (или
параллельно) соединяемых МОП-транзисторов, как для статических схем, так как
нет необходимости обеспечивать высокое отношение сопротивлений активных и
нагрузочных транзисторов (за исключением схем, аналогичных изображенной на
рис. 4.8.9).
Таким образом, расширяются возможности произвольного соединения
большего количества транзисторов, что позволяет реализовать с помощью одной
МОП-ячейки более сложные переключательные функции. Однако следует иметь в.
виду, что попытка реализовать слишком сложные функции приводит к
чрезмерному усложнению топологии из-за большого количества соединений с
генератором синхросигналов, а значительное число паразитных емкостей и
сопротивлений транзисторов значительно понизит быстродействие схемы. На
практике в любой ветви схемы может быть последовательно соединено не более
четырех транзисторов для обеспечения достаточно высокого быстродействия и не
более десяти, если требования к быстродействию не столь жесткие. Количество
параллельно соединяемых транзисторов ограничивается десятью. Вместе с тем
общее число транзисторов в любой ячейке, по-видимому, не должно превышать
десяти. (С этой точки зрения использование процедуры 4.2.1 более эффективно
для проектирования динамических схем, чем статических, так как применение этой
процедуры часто приводит к получению сложных конфигураций некоторых ячеек.)
Реализация динамических схем на МОП-структурах возможна потому, что
входы МОП-ячеек представляют собой почти чисто емкостные нагрузки.
(Необходимо отметить, что значения входных сопротивлений весьма высоки— ~10
14
Ом.) В этом отношении они сильно отличаются от биполярных логических
элементов, поскольку входные сопротивления биполярных транзисторов очень
малы. МОП-транзисторы служат лишь для заряда и разряда паразитных
емкостей, и при их проектировании не возникает проблемы высокого отношения
сопротивлений для обеспечения большого перепада напряжения (за исключением
схемы на рис. 4.8.9), как в статических МОП-схемах. Следовательно, МОП-
транзисторы могут иметь настолько малые размеры, насколько позволяет
геометрия схемы. Вместе с тем времена заряда и разряда непредсказуемы. (Они
различны для паразитных емкостей, расположенных в разных частях кристалла.)
Это делает необходимым использование генератора синхросигналов, что приводит к
появлению большого количества соединений с ним.
Длинные соединительные проводники обычно нежелательны, так как они
создают большие паразитные емкости. Поэтому предпочтение отдают
модульным структурам. Доля площади, занятой соединениями, из-за присутствия
соединений с синхрогенератором в динамических схемах выше, чем
приведенная в табл. 4.2.1 для статических схем. Уменьшив число МОП-ячеек (с
помощью процедур, аналогичных процедуре 4.2.1), можно не только снизить
потребляемую мощность, но и сократить размеры площади за счет исключения
многих линий подводки синхросигналов и заземления, особенно если число фаз
синхронизации велико.
Выбор частоты синхронизации тесно связан с временами заряда и разрядах
паразитных емкостей. Поскольку электрические заряды должны сохраняться на
паразитных емкостях до тех пор, пока они не будут восприняты МОП-ячейками