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申論題資訊

試卷:103年 - 103 司法、調查特種考試_三等_檢察事務官電子資訊組、電子科學組:電子學與電路學#24852
科目:電路學
年份:103年
排序:0

申論題內容

2請比較 CMOS 反相器和增強型負載 NMOS 反相器之動態功率消耗與雜訊邊限。 (10 分)

詳解 (共 1 筆)

詳解 提供者:hchungw

CMOS反相器和增強型負載NMOS反相器都是數位電路的基本元件,主要用於信號轉換和放大。然而,這兩種反相器在動態功率消耗和雜訊邊界(Noise Margin)方面有些不同:

動態功率消耗:在轉換狀態時(從0到1或從1到0),電路會消耗動態功率。

CMOS反相器:其動態功率消耗較低。這是因為在CMOS結構中,當一個電晶體進行導通時,另一個電晶體就會切斷。換句話說,pMOS和nMOS電晶體不會同時導通,所以不會有直接從VDD(電源)到GND(地)的電流,從而減小了動態功率消耗。

增強型負載NMOS反相器:其動態功率消耗較高。在增強型負載NMOS反相器中,輸出轉變時,載波電晶體和驅動電晶體都會有一段時間同時導通,導致一部分電源電流直接流入地,導致較大的動態功率消耗。

雜訊邊界(Noise Margin):這是指電路對雜訊的抵抗能力,或者說電路能夠正確運行的雜訊容限。

CMOS反相器:其雜訊邊界較高。由於CMOS反相器中的pMOS和nMOS電晶體相互補償,使得其對雜訊有較好的抵抗能力。

增強型負載NMOS反相器:其雜訊邊界較低。在增強型負載NMOS反相器中,由於只有一類型的電晶體(NMOS),使得其對雜訊的抵抗能力較弱。

綜上所述,儘管CMOS反相器和增強型負載NMOS反相器在許多方面都有其各自的優點,但就動態功率消耗和雜訊邊界而言,CMOS反相器通常會有較好的表現。