CMOS DIGITAL LOGIC

1. CMOS DIGITAL LOGIC
Surya Silalahi (14S18007)
Basa T. P. Simanjuntak
(14S18024)

2. Pengertian dan Fungsi
• CMOS (Compelementary Metal Oxide Semi Conductor)
merupakan perangkat keras kecil komputer berupa
baterai yang ditanamkan di dalam motherboard untuk
membeberi daya pada saat komputer dalam kedaan
mati atau tanpa aliran listrik.
• CMOS berfungsi sebagai sebuah RAM berukuran kecil
yaitu 64 byte untuk menyimpan settingan BIOS atau
(Basic Input Output System) sehingga seluruh
pengaturan yang anda simpan baik itu settingan boot,
settingan tanggal dan waktu, pembacaan seluruh
hardware atau input output akan tetap tersimpan
dalam konfigurasi yang benar walaupun tanpa dialiri
arus listrik.

3. Karakteristik
• Impedansi input tinggi. Sinyal input mengemudi elektroda dengan
lapisan isolasi (oksida logam) di antara mereka dan apa yang
mereka kontrol. Ini memberi mereka sejumlah kecil kapasitansi,
tetapi sebenarnya resistensi yang tak terbatas. Arus masuk atau
keluar dari input CMOS yang ditahan pada satu tingkat hanyalah
kebocoran, biasanya 1 μA atau kurang.
• Output secara aktif menggerakkan kedua cara.
• Outputnya cukup banyak rail-to-rail.
• Logika CMOS mengkonsumsi daya yang sangat kecil saat disimpan
dalam keadaan tetap. Konsumsi saat ini berasal dari switching
karena kapasitor dibebankan dan dikosongkan. Bahkan kemudian, ia
memiliki rasio kecepatan terhadap daya yang baik dibandingkan
dengan tipe logika lainnya.
• Gerbang CMOS sangat sederhana. Gerbang dasar adalah inverter,
yang hanya dua transistor. Ini bersama dengan konsumsi daya yang
rendah berarti itu cocok untuk integrasi padat. Atau sebaliknya,
Anda mendapatkan banyak logika untuk ukuran, biaya, dan
kekuatan.

4. Keuntungan
• Daya rendah.
• Tidak mengalami degenerasi.
• Scaling lebih mudah.

5. Inverter CMOS
• CMOS memanfaatkan
pasangan NMOS
sebagai saklar pulldown
dan PMOS sebagai
saklar pull-up

6. Cara Kerja
• Saat input “High”
– PMOS cut-off.
– NMOS saturasi-resistansi drain source rDSN.

7. Cara Kerja
• Saat input “Low”
– NMOS cut-off.
– PMOS saturasi –resistansi drain source rDSP .

8. Cara Kerja
• Output selalu 0 atau VDD.
• Daya disipasi statik nol.
• Alur resistansi oleh transistor kecil – tahan
noise dan interferensi.
• PMOS dan NMOS memberikan kemampuan
driving yang tinggi ke GND atau VDD.
• Resistansi input gerbang logika tak hingga.

9. Operasi Dinamik Inverter CMOS
• Menentukan delay propagasi dengan
menggunakan konservasi muatan.

10. Operasi Dinamik Inverter CMOS
• Menentukan arus rata-rata.

11. Gerbang Logika CMOS
• Memanfaatkan hubungan
logika seri atau paralel
pada rangkaian “inverter”.
• Fungsi keseluruhan “active
low” mengingat sifat fungsi
dasarnya inverter.
• Pada pull down saat
jaringan aktif output NOL.

12. Hubungan Seri dan Paralel pada Pull
Down
• Pada hubungan paralel, pulldown aktif bila
salah input aktif.

13. Hubungan Seri dan Paralel pada Pull
Down
• Pada hubungan seri, pulldown aktif bila kedua
input aktif.

14. Hubungan Gabungan Seri, Paralel pada
Pull Down
• Untuk hubungan gabungan seri
dan paralel, keadaan pull-down
dapat dilihat dari rangkaian
hubungan seri dan paralel
mulai dari titik output fungsi.
• Contoh: Simpul ouput
terhubung dengan dua jalur
paralel sehingga fungsi
tertinggi adalah OR. Jalur
pertama berisi sebuah FET dan
jalur kedua kedua dua FET seri.
Fungsi pada jalur kedua AND

15. Hubungan Pull-Up dan Pull-Down
• Hubungan Pull-Up dan Pull-Down saling
komplementasi.
• Hubungan seri di Pull-down diikuti hubungan
paralel di Pull-Up.
• Sebaliknya hubungan paralel di Pull-Down
diikuti hubungan seri di Pull-Up.

16. Perancangan Rangkaian
• Bentuk Umum Y = f(input)
1. Bentuk fungsi akhir.
2. Negasi (invert)-kan dua kali (fungsi masih sama).
3. Lakukan de Morgan pada negasi dalam fungsi.
4. Susun rangkaian Pull Down sesuai bentuk active-
low hasil 3 – hubungan AND seri dan OR paralel.
5. Susun rangkaian Pull Up sebagai komplemen
rangkaian Pull Down – PD seri PU paralel dan PD
paralel Puseri.

17. Desain CMOS
• Contoh : Desain logika CMOS sesuai fungsi
yang diberikan.
(A+BC)·C+D

18. Desain CMOS
• Pull-Down Network

19. Desain CMOS
• Pull-Up Network

20. Desain CMOS
• Maka, hasil desain CMOSnya menjadi :

21. Sekian
dan
Terimakasih!!!