[서욶시마댿�] 전자전기컴퓨터설계씄험2 / Lab01(예비) / 2021년도(대면) / A+

1. Introduction
가. 실험의 목적
TTL의 특성을 이해하고 그를 활용하여 OR 게이트 논리 회로, XOR 게이트 논리 회로, 반가산기 회로, 전가산기 회로를 설계 및 실험한다.

나. 실험 이론
(1) CMOS
- CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)는 주로 증가형 MOSFET 소자들을 사용하여 만든 디지털 로직 IC이다. 이것은 과 같이 주로 MOSFET를 사용하며, 출력단은 항상 위쪽이 P채널 MOSFET를 사용하고 아래쪽이 N채널 MOSFET를 사용하는 상보형(complementary) 구조를 가진다.
- CMOS는 TTL에 비하여 훨씬 늦게 개발되었으나, 반도체 구조가 간단하고 칩상의 공간 을 적게 차지하여 유리하며, 따라서 소자의 집적도를 높일 수 있기 때문에 VLSI에도 널리 사용된다. 한편, 사용자의 입장에서는 소비전력이 매우 적고 잡음 여유도가 크다는 것이 더 욱 유리하다. 그러나, 이것은 바이폴라 트랜지스터를 기본으로 하는 TTL 소자에 비하면 동 작속도가 느리다는 것이 치명적인 단점이다.

<그림 1> CMOS의 기본구조왿� 동작 특성
- CMOS 소자는 이름이 기본적으로 40XX(RCA사에서 처음 개발) 또는 45XX(Motorola사 에서 처음 개발)의 형태를 취하며, 일반적으로 +3V～+18V의 전원전압에서 동작한다. 이것 은 그림의 동작 특성표에서 보듯이 출력전압이 L상태일 때 0～0.1V(전형적으로 0.05V)이고 H상태일 때 VDD-0.1V(전형적으로 VDD-0.05V)여서 입력전압 범위왿� 격차가 크기 때문에 잡 음 여유도가 높다.
- CMOS 소자의 또다른 특징은 게이트 입력단이 절연되어 있기 때문에 정전기에 의하여 파괴되기 쉽다는 것이다. 대부분의 소자에는 이러한 정전기에 대한 보호회로를 내장하고 있 지만 그래도 주의하여 취급하는 것이 좋다.


(2) TTL
- TTL(Transistor-Transistor Logic)은 바이폴라 트랜지스터를 사용하여 만든 디지털 로직 IC이다. 이것은 이름이 모두 74XXX의 형태를 취하고, 대부분 +5V 전원전압에서 동작하며, 속도가 빠른 반면에 소비전력이 크다는 특징을 가진다.