Аппаратная часть→Логические элементы на многозатворных полевых КМОП транзисторах.
Обычно в КМОП-технологии логические элементы 2И-НЕ и 2ИЛИ-НЕ строятся на четырёх однозатворных полевых КМОП транзисторах (рис."Схема 2И-НЕ" на стр. http://ru.wikipedia.org/wiki/КМОП ).
Очевидно, что эти элементы можно было бы построить на двух двухзатворных комплементарных транзисторах один из которых выполняет логическую функцию 2И, а второй - логическую функцию 2ИЛИ. Последовательное включение двух таких транзисторов позволит создать логические элементы 2И и 2ИЛИ на двух двухзатворных полевых транзисторах вместо четырёх однозатворных, что может уменьшить размеры логических элементов на кристалле. В зависимости от того, какой из двух транзисторов будет в нижнем плече, а какой - в верхнем плече, будет получаться логический элемент 2ИЛИ-НЕ или 2И-НЕ.
Аналогично трёхзатворные и четырёхзатворные пары полевых транзисторов, выполняющих логические функции 3И, 3ИЛИ и 4И, 4ИЛИ позволили бы создавать логические элементы 3ИЛИ-НЕ, 3И-НЕ и 4ИЛИ-НЕ, 4И-НЕ на двух многозатворных полевых транзисторах вместо 6 и 8 однозатворных.
Создание таких многозатворных инверторов на парах 2И 2ИЛИ, 3И 3ИЛИ, 4И 4ИЛИ и т.д. позволило бы уменьшить число транзисторов в троичных двухуровневых трёхразрядных триггерах и устройствах на их основе.
Некоторые пути развития КМОП технологии рассмотрены в статье http://schools.keldysh.ru/sch444/MUSEUM/pres/CW-10-2000.htm .
Андрей Куликов,
Мнения
001 Первоисточник: http://www.osp.ru/text/print/302/178239.html
Статья датирована 2000 годом, думаю надо поискать современное положение дел.
Так Intel продемонстрировала работающий модуль SRAM, содержащий более 1,9 миллиардов транзисторов с диэлектриками Hi-k и металлическими затворами и построенный на базе 32-нанометровой логической технологии (http://www.intel.com/cd/corporate/techtrends/emea/rus/architecture-silicon/32nm/376994.htm).003 У меня эта ссылка на Intel SRAM c 1,9 млрд. транзисторов не сработала.
002 Ну и конечно такие элементы также сократили бы число транзисторов в троичных двухразрадных элементах на базе двоичных элементов.
004 Да. В троичном двухразрядном элементе четыре элемента 2И и два элемента 2ИЛИ, в реальном исполнении вместо них нужно использовать элементы 2И-НЕ и 2ИЛИ-НЕ с дополнительными инверторами. При КМОП технологии с однозатворными транзисторами это 4*6=24 транзистора, плюс 3 инвертора на 2-х транзисторах каждый 2*3=6 транзисторов и 6 дополнительных инверторов на 2-х транзисторах каждый 2*6=12 транзисторов, всего 24+6+12=42 транзистора. При двухзатворных транзисторах элементы 2И-НЕ и 2ИЛИ-НЕ состояли бы из двух двухзатворных транзисторах 2*6=12 транзисторов, всего 12+6+12=30 транзисторов, т.е. на 12 транзисторов меньше.
005 Очевидно, что двухзатворный полевой транзистор, в зависимости от конструкции транзистора и режима включения может открываться при подаче одного или двух открывающих сигналов на любой из двух затворов, т.е. выполнять функцию 2ИЛИ, или открываться при подаче только двух открывающих сигналов на оба затвора, т.е. выполнять функцию 2И. (Теоретическо-логически возможен и третий вариант: открытие транзистора при подаче одного открывающего сигнала на любой из двух затворов и закрытие транзистора при подаче двух единичных сигналов на оба затвора, т.е. выполнять функцию "исключающее ИЛИ".)
Остаётся открытым вопрос: "Возможно ли изготовление таких КМОП двухзатворных, трёхзатворных, четырёхзатворных и т.д. полевых транзисторных комплементарных пар (2ИЛИ и 2И) работающих и в верхнем и в нижнем плече КМОП инвертора на двух последовательно включенных КМОП транзисторах на кристалле кремния в существующих технологиях, а если нет, то возможно ли разработать такую технологию?"006 Если считать транзисторы штуками, то применение таких многозатворных пар позволит уменьшить число транзисторов в КМОП схемах 2И-НЕ и 2ИЛИ-НЕ с четырёх до двух, т.е. вдвое, в схемах 3И-НЕ и 3ИЛИ-НЕ с шести до двух, т.е. втрое, в схемах 4И-НЕ и 4ИЛИ-НЕ с восьми до двух и т.д.
Остаётся открытым вопрос: "Возможно ли изготовление таких многозатворных комплементарных пар в существующих технологиях, а если нет, то возможно ли разработать такую технологию?"