ভিএলএসআই ডিজাইন লজিক সার্কিটের প্রবাহ | এর গুরুত্বপূর্ণ তথ্য

বিবেচনার বিষয়গুলি

  • ভিএলএসআই ডিজাইন প্রবাহের পরিচিতি
  • ভিএলএসআই ডিজাইন ফ্লো কি?
  • ভিএলএসআই ডিজাইন ফ্লোতে সিএমওএস লজিক ডিজাইন
  • সিএমওএস ইনভার্টার
  • CMOS দুটি ইনপুট NAND এবং NOR গেট
  • ভিএলএসআই ডিজাইন প্রবাহের কয়েকটি তথ্য
ভিএলএসআই ডিজাইন: ওভারভিউ এবং ডিজাইনের বিধি || জানতে এখানে ক্লিক করুন!

ভিএলএসআই ডিজাইন প্রবাহের পরিচিতি

পূর্ববর্তী নিবন্ধে, আমরা ভিএলএসআই নকশা প্রবাহের একটি ওভারভিউ পেয়েছি। এই নিবন্ধে, আমরা কীভাবে ভিএলএসআই নকশা ব্যবহার করে বিভিন্ন যুক্তিযুক্ত সার্কিট প্রয়োগ করা যেতে পারে সে সম্পর্কে শিখব। ডিজিটালাইজেশনের এই যুগে ভিএলএসআই অন্যতম মূল প্রযুক্তি। ট্রানজিস্টরগুলি ভিএলএসআই ডিজাইনে লজিক সার্কিটগুলি প্রয়োগ করতে ব্যবহৃত হয়।

ডিজিটাল লজিকস হ'ল তিন প্রকার - নট গেটের ইনভার্টার, এবং গেট এবং ওআর গেট। বেসিক গেটগুলি ব্যবহার করে আরও জটিল গেট যেমন-এনএনডি, এনওআর, এক্সএনওআর এবং এক্সওআর তৈরি করা যেতে পারে। আসুন আমরা লজিক সার্কিট বাস্তবায়নের কয়েকটি পদ্ধতি নিয়ে আলোচনা করি।

সিএমওএস লজিক ডিজাইন

ডিজিটাল হ'ল জিরো এবং ওয়ান বা উচ্চ বা কম সম্পর্কে সবকিছু। ডিজিটাল লজিক সার্কিটের ইনপুটটি 0 বা 1 হবে, সুতরাং আউটপুট মান হিসাবে। এখন, যদি কোনও সার্কিট 0 এবং 1 হিসাবে ইনপুট নেয়, তবে যুক্তিটি নীচের নীচে হিসাবে সুইচ ফাংশন দ্বারা বোঝা যাবে।

ভিএলএসআই ডিজাইন প্রবাহ
ভিএলএসআই ডিজাইন প্রবাহের জন্য স্যুইচিং অপারেশন

আমরা ছবিতে দেখতে পাচ্ছি যে যখন এস 1 সুইচটি খোলা হবে এবং এস 2 সুইচটি বন্ধ হয়ে যাবে তখন আউটপুট 0 হবে; তদ্বিপরীত জন্য, আউটপুট হবে 1।

ভিএলএসআই ডিজাইন লজিক সার্কিটের প্রবাহ | এর গুরুত্বপূর্ণ তথ্য
পরিপূরক পুশ-পুল কাঠামো, ভিএলএসআই ডিজাইন ফ্লো
ভিএলএসআই ডিজাইন লজিক সার্কিটের প্রবাহ | এর গুরুত্বপূর্ণ তথ্য
একটি সিএমওএস লজিক বাস্তবায়ন; পান - পুল পুল নেটওয়ার্ক; PDN - পুল ডাউন ডাউন নেটওয়ার্ক, ভিএলএসআই ডিজাইন ফ্লো
সম্পূর্ণ ভিএইচডিএল টিউটোরিয়ালের জন্য! এখানে ক্লিক করুন!

সিএমওএস ডিজাইনের পদ্ধতি

ভিএলএসআই ডিজাইন প্রবাহের অংশ হিসাবে সিএমওএস লজিক ডিজাইনের জন্য তিনটি পদক্ষেপ রয়েছে।

  1. আপনার বাস্তবায়নের জন্য বুলিয়ান এক্সপ্রেশনটির পরিপূরক সন্ধান করুন।
  2. পান বর্ণনা করুন
  3. পিডিএন বর্ণনা করুন

পুল আপ নেটওয়ার্ক ডিজাইন:

গুণক পদ: সমান্তরাল সংযোগে NMOSFETs

সংযোজন শর্তাদি: সিরিজ সংযোগগুলিতে NMOSFETs

পুল-ডাউন নেটওয়ার্ক ডিজাইন:

গুণক পদ: সিরিজ সংযোগগুলিতে NMOSFETs

সংযোজন শর্তাদি: সমান্তরাল সংযোগগুলিতে NMOSFETs

শিলিনেক্স ব্যবহার করে আপনার প্রথম ভিএইচডিএল মডেলটি ডিজাইন করুন। ধাপে ধাপে গাইডের জন্য এখানে ক্লিক করুন!

সিএমওএস ইনভার্টার / সিএমওএস নট গেট ডিজাইন

একটি ডিজিটাল বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল একটি নট গেট যা ইনপুটটির জন্য উল্টানো আউটপুট দেয়। উচ্চ ইনপুট বা ইনপুটটির জন্য ডিজিটাল এক, তারপরে আউটপুট কম বা ডিজিটাল জিরো। কম ইনপুট বা ইনপুটটির জন্য ডিজিটাল জেরো, তারপরে আউটপুট উচ্চ বা ডিজিটাল এক।

ইনপুটআউটপুট
উচ্চকম
কমউচ্চ
গেট ট্রুথ টেবিল / ইনভার্টার ট্রুথ টেবিল, ভিএলএসআই ডিজাইন ফ্লো নয়

একটি সিএমওএস ইনভার্টার দুটি বর্ধন-মোড ট্রানজিস্টর দ্বারা তৈরি - একটি এনএমওএস, এবং অন্যটি পিএমওএস। এনএমওএস একটি পুল-ডাউন নেটওয়ার্ক হিসাবে কাজ করে, এবং পিএমওএস একটি পুল আপ নেটওয়ার্ক হিসাবে কাজ করে। ইনপুট ভোল্টেজ ট্রানজিস্টর উভয়কেই নিয়ন্ত্রণ করে।

যখন পিএমওএস ট্রানজিস্টর ওয়ান স্টেটে থাকে, এনএমওএস ট্রানজিস্টর বন্ধ অবস্থায় থাকে। এছাড়াও, যখন এনএমওএস ট্রানজিস্টর বন্ধ থাকে, তখন পিএমওএস একটি অন অবস্থায় থাকবে। ট্রানজিস্টর উভয়ই পরিপূরক মোডে কাজ করে।

ট্রানজিস্টার, যা বন্ধ অবস্থায় থাকে, একটি উচ্চ প্রতিবন্ধী মান সরবরাহ করে এবং আউটপুট মান পরিবর্তন করে। একই রেলের অধীনে, একটি সিএমওএস লজিক-সার্কিটের এনএমওএস লজিক-সার্কিটের চেয়ে কম শব্দ রয়েছে।  

একটি প্রতিসম সিএমওএসের ভোল্টেজ স্থানান্তর বৈশিষ্ট্যের গ্রাফটি নীচে দেওয়া হয়েছে।

ভিএলএসআই ডিজাইন লজিক সার্কিটের প্রবাহ | এর গুরুত্বপূর্ণ তথ্য
একটি প্রতিসম সিএমওএস, ভিএলএসআই ডিজাইন প্রবাহের ভোল্টেজ স্থানান্তর বৈশিষ্ট্য

অপারেশন

ট্রানজিস্টরগুলি এমনভাবে তৈরি করা হয় যে তাদের প্রান্তিক ভোল্টেজগুলি সমান প্রস্থ এবং বিপরীত মেরুকরণের হতে হবে। অর্থাত, এনএমওএসের প্রান্তিক ভোল্টেজ পিএমওএসের প্রান্তিক ভোল্টেজের দৈর্ঘ্যের সমান হবে, নীচের অভিব্যক্তি দ্বারা প্রদত্ত।

VTN = - ভিTP

যখন ইনপুট ভোল্টেজ (ভিin) এনএমওএস ট্রানজিস্টারের প্রান্তিক ভোল্টেজের চেয়ে ছোট, তারপরে এনএমওএস ট্রানজিস্টর একটি অফ অবস্থায় রয়েছে। তারপরে, PMOS সার্কিট আউটপুট ভোল্টেজ (ভি।) নিয়ন্ত্রণ করবেবাইরে) সরবরাহিত ভোল্টেজ সহ (ভিDD)। গ্রাফের এবি অঞ্চলটি এই ক্রিয়াকে প্রতিনিধিত্ব করে।

এখন, যখন ইনপুট ভোল্টেজ ভি এর পার্থক্যের চেয়ে বেশি হয়DD এবং প্রান্তিক ভোল্টেজ, তারপরে PMOS লজিক সার্কিট একটি বন্ধ অবস্থায় প্রবেশ করে এবং এনএমওএস সক্রিয় হয়। তারপরে, এনএমওএস আউটপুট ভোল্টেজ (ভি।) নিয়ন্ত্রণ করেবাইরে) স্থল ভোল্টেজ যা 0 ভি হয় with

গ্রাফের বিসি অঞ্চলটি স্যাচুরেটেড এনএমওএসকে উপস্থাপন করে এবং সিডি অংশ উভয় ট্রানজিস্টরকে স্যাচুরেটেড মোডে উপস্থাপন করে। ভিINV ইনপুট ভোল্টেজ হ'ল যার জন্য ইনপুট ভোল্টেজ আউটপুট ভোল্টেজের সমান।

সতর্ক পর্যবেক্ষণ থেকে, আমরা বলতে পারি যে 0 থেকে V পর্যন্ত ভোল্টেজ সোয়াইপের জন্য পরিবর্তনটি খুব উচ্চ-স্তরেরDD। এজন্য সিএমওএস ইনভার্টার যুক্তি নকশার জন্য নিখুঁত বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল করা।

এখন, যখন ইনপুট ভোল্টেজ ভি এর সমান হয়INVউভয় ট্রানজিস্টর স্যাচুরেশনে রয়েছে। পুল আপ নেটওয়ার্ক (প্যান) এর ভি থাকবেGS মান =

VGS = ভিin - ভিDD

বা, ভিGS = ভিINV - ভিDD 

স্যাচুরেশন অঞ্চলের জন্য বর্তমান সমীকরণটি দেওয়া হল -

ID = μεW * (ভGS - ভিTH )2 / 2 এলডি

এই সমীকরণটি পুট আপ নেটওয়ার্কের জন্য পুনরায় লেখা যেতে পারে–

 Iডিপিইউ =p-ডাব্লুpu * (ভINV - ভিDD   - ভিTHP)2 / 2 ডিএলpu

পুল ডাউন নেটওয়ার্কের সমীকরণটি হ'ল -

Iডিপিডি =n-ডাব্লুpd * (ভINV - ভিটিএনএন )2 / 2 ডিএলpd

বৈশিষ্ট্য অনুসারে ড্রেন কারেন্টের সমানকরণ -

μn-ডাব্লুpd * (ভINV - ভিটিএনএন )2 / 2 ডিএলpd =p-ডাব্লুpu * (ভINV - ভিDD   - ভিTHP)2 / 2 ডিএলpu

বা, ভিINV - ভিDD   - ভিTHP = - β (ভিINV - ভিটিএনএন); [β = (μ)n * জেডpu /p * জেডpd) ½]

বা, ভিINV = (ভDD + ভিTHP + β * ভিটিএনএন) / (1 + β)

যদি ভিটিএইচএন = - ভিটিএইচপি হয়, তবে β 1 হিসাবে আসে।

তদতিরিক্ত, ভিআইএনভি ভিডিডি / 2 এবং হিসাবে আসে

Zpd : জেডpu =n :p = ~ 2.5: 1

বিদ্যুৎ অপচয়

সিএমওএস লজিক-সার্কিটগুলি কম ফ্রিকোয়েন্সি জন্য NMOS লজিক-সার্কিটের চেয়ে কম শক্তি বিচ্ছিন্ন করে। সার্কিটের স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি অনুযায়ী সিএমওএস পাওয়ার অবক্ষয়টি দুলছে।

শোরগোল মার্জিন

গোলমাল মার্জিন হ'ল সর্বাধিক অনুমোদিতযোগ্য বিচ্যুতি যা শোরগোল শর্তে মূল বৈশিষ্ট্যটি পরিবর্তন না করেই ঘটতে পারে। এনএমএলকে নিম্ন স্তরের সিএমওএস ইনভার্টারের জন্য লজিকাল থ্রেশহোল্ড ভোল্টেজ এবং লজিক জেরো সমমানের ভোল্টেজের মধ্যে পার্থক্য হিসাবে দেওয়া হয়। শব্দটি মার্জিনকে যুক্তিযুক্ত উচ্চ বা এক সমতুল্য ভোল্টেজ এবং উচ্চ স্তরের জন্য লজিকাল থ্রেশহোল্ড ভোল্টেজের মধ্যে পার্থক্য হিসাবে বর্ণনা করা হয়।

CMOS দুটি ইনপুট NAND এবং NOR গেট

NOR এবং NAND গেটগুলি সর্বজনীন লজিক গেটস হিসাবে পরিচিত, যা কোনও যুক্তি সমীকরণ বা অন্য যে কোনও ধরণের লজিক গেটগুলি প্রয়োগ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। ভিএলএসআই প্রযুক্তির জন্য সিএমওএস যুক্তি ব্যবহার করে এ দুটি সর্বাধিক উত্পাদিত গেট। আসুন সিএমওএস যুক্তি ব্যবহার করে উভয় গেটের প্রয়োগ ও নকশা নিয়ে আলোচনা করি।

সিএমওএস নূর গেট

একটি এনওআর গেটটি একটি উল্টানো OR গেট হিসাবে বর্ণনা করা যেতে পারে। এনওআর গেটের সত্যের টেবিলটি নীচে দেওয়া হয়েছে, যেখানে এ এবং বি ইনপুট রয়েছে।

ভিএলএসআই ডিজাইন লজিক সার্কিটের প্রবাহ | এর গুরুত্বপূর্ণ তথ্য
NOR গেট সত্যের ছক, ভিএলএসআই ডিজাইন প্রবাহ

সিএমওএস প্রযুক্তি ব্যবহার করে একটি এনওআর গেটও প্রয়োগ করা যেতে পারে। সিএমওএস ইনভার্টার সার্কিট এই নকশায় কাজে আসে। এনওআর অপারেশন বাস্তবায়নের জন্য সমান্তরাল সংযোগে বেসিক সিএমওএস নট গেটের সাথে একটি পুল-ডাউন নেটওয়ার্ক (ট্রানজিস্টার) যুক্ত করা হয়। দুটি ইনপুট এনওআর গেটের জন্য, কেবলমাত্র একটি পুল-ডাউন নেটওয়ার্ক যুক্ত করা হয়েছে। সংখ্যার ইনপুট সংযুক্ত করতে, আরও ট্রানজিস্টর যুক্ত করা হয়।

অপারেশন

সিএমওএস ব্যবহার করে যুক্তি বাস্তবায়ন নীচের চিত্রটিতে দেখানো হয়েছে। যখন কোনও ইনপুট যুক্তিযুক্ত উচ্চ বা লজিক এক হয়, তারপরে মাটির দিকে টানা-ডাউন উপায়টি লক হয়ে যায়। আউটপুটটি লজিক জেরো হবে।

উভয় ইনপুট যখন উচ্চতর ভোল্টেজ বা যুক্তি - এক মান পাবে, তখন আউটপুট মানটি লজিক উচ্চ বা এক হবে। লজিকাল থ্রেশহোল্ড ভোল্টেজ একটি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল এর প্রান্তিক ভোল্টেজ সমান হবে। এভাবেই সিএমওএস ব্যবহার করে NOR যুক্তি অর্জন করা যায়।

ভিএলএসআই ডিজাইন লজিক সার্কিটের প্রবাহ | এর গুরুত্বপূর্ণ তথ্য
পিএমওএস নূর গেট, এ এবং বি ইনপুট, ওয়াই আউটপুট; ভিএলএসআই ডিজাইন ফ্লো, চিত্র ক্রেডিট - কেনশিরিফPMOS-NOR- গেটসিসি বাই-এসএ 4.0

সিএমওএস নন্দ গেট

একটি নন্দ গেটকে একটি উল্টানো এবং গেট হিসাবে বর্ণনা করা যেতে পারে। ন্যান্ড গেটের সত্যের টেবিলটি নীচে দেওয়া হয়েছে, যেখানে এ এবং বি ইনপুট রয়েছে।

ভিএলএসআই ডিজাইন লজিক সার্কিটের প্রবাহ | এর গুরুত্বপূর্ণ তথ্য
নন্দ গেট সত্যের টেবিল, ভিএলএসআই ডিজাইন প্রবাহ

সিএমওএস প্রযুক্তি ব্যবহার করে একটি নন্দ গেটও প্রয়োগ করা যেতে পারে। সিএমওএস ইনভার্টার সার্কিটও এই নকশায় কাজে আসে। ন্যান্ড অপারেশন বাস্তবায়নের জন্য বেসিক সিএমওএস নট গেটের সাথে সিরিজের একটি পুল-ডাউন নেটওয়ার্ক (ট্রানজিস্টর) এবং একটি ডিপ্লেশন মোড ট্রানজিস্টার যুক্ত করা হয়। দুটি ইনপুট ন্যান্ড গেটের জন্য, কেবলমাত্র একটি ট্রানজিস্টর যুক্ত করা হয়েছে। সংখ্যার ইনপুট সংযুক্ত করতে, সিরিজ সংযোগে আরও ট্রানজিস্টর যুক্ত করা হয়েছে।

অপারেশন

ভিএলএসআই ডিজাইন লজিক সার্কিটের প্রবাহ | এর গুরুত্বপূর্ণ তথ্য
সিএমওএস ন্যান্ড গেট, ভিএলএসআই ডিজাইন ফ্লো; চিত্র ক্রেডিট - জাস্টিনফোরসসিএমওএস ন্যান্ডসিসি বাই-এসএ 3.0

সিএমওএস ব্যবহার করে যুক্তিযুক্ত বাস্তবায়ন উপরের চিত্রটিতে দেখানো হয়েছে। যখন উভয় ইনপুট যুক্তিযুক্ত জেরো হয়, উভয় এনএমওএস ট্রানজিস্টর বন্ধ অবস্থায় থাকে, এবং উভয়ই পিএমওএস ট্রানজিস্টরগুলি অন অবস্থায় থাকে। আউটপুট ভিডিডির সাথে সংযুক্ত হয়ে যায়, এবং এভাবেই আউটপুট যুক্তিযুক্ত এক বা উচ্চ মানের সরবরাহ করে।

ইনপুট এ যখন ইনপুট হিসাবে উচ্চতর মান পায় এবং ইনপুট বি কম মান পায়, তখন উল্টো এনএমওএস অন স্টেটে চলে যায় এবং নিম্ন এনএমওএস বন্ধ অবস্থায় চলে যায়। আউটপুট মান দিয়ে গ্রাউন্ড সংযোগ স্থাপন করা যায় না। এই অবস্থায় বাম পিএমওএস চালু হয়, যেখানে ডান পিএমওএস বন্ধ অবস্থায় থাকে। ভিডিডি আউটপুট মাধ্যমে পাথ সন্ধান করে এবং একটি উচ্চ আউটপুট মান বা যুক্তি 1 সরবরাহ করে।

ইনপুট বি যখন ইনপুট হিসাবে উচ্চতর মান পায় এবং ইনপুট এ কম মান পায়, তখন উল্টো এনএমওএস বন্ধ অবস্থায় চলে যায় এবং নিম্ন এনএমওএস অন স্টেটে চলে যায়। আউটপুট মান দিয়ে গ্রাউন্ড সংযোগ স্থাপন করা যায় না। এছাড়াও, এই অবস্থায় বাম পিএমওএস বন্ধ হয়ে যায়, যেখানে ডান পিএমওএস অন স্টেটে যায়। ভিডিডি আউটপুট মাধ্যমে পাথ সন্ধান করে এবং একটি উচ্চ আউটপুট মান বা যুক্তি 1 সরবরাহ করে।

চূড়ান্ত যুক্তির জন্য, যখন উভয় ইনপুট উচ্চ ইনপুট ভোল্টেজ বা লজিক ওয়ান মান পায়, উভয় এনএমওএস ট্রানজিস্টর ওএন অবস্থায় থাকে। উভয়ই পিএমওএস ট্রানজিস্টর বন্ধ অবস্থায় রয়েছে, আউটপুটটির সাথে সংযোগের জন্য স্থল ভোল্টেজের জন্য একটি পথ সরবরাহ করে। আউটপুট এইভাবে আউটপুট হিসাবে যুক্তির জেরো বা কম মান সরবরাহ করে।

আরও সম্পর্কিত সম্পর্কিত নিবন্ধ এবং ভিএলএসআই ডিজাইন প্রবাহের জন্য design এখানে ক্লিক করুন

সুদীপ্ত রায় সম্পর্কে

ভিএলএসআই ডিজাইন লজিক সার্কিটের প্রবাহ | এর গুরুত্বপূর্ণ তথ্যআমি একজন ইলেকট্রনিক্স উত্সাহী এবং বর্তমানে ইলেকট্রনিক্স এবং যোগাযোগের ক্ষেত্রে নিবেদিত।
আমার কাছে এআই এবং মেশিন লার্নিংয়ের মতো আধুনিক প্রযুক্তিগুলি অন্বেষণে আগ্রহী।
আমার লেখাগুলি সমস্ত শিক্ষার্থীদের সঠিক এবং আপডেট হওয়া ডেটা সরবরাহের প্রতি নিবেদিত।
কাউকে জ্ঞান অর্জনে সহায়তা করা আমাকে প্রচুর আনন্দ দেয়।

লিঙ্কডইন - https://www.linkedin.com/in/sr-sudipta/ এর মাধ্যমে সংযোগ করি

en English
X