Klasifikasi Keluarga Logika / Logic Family Teknologi MOS (Metal Oxide Semiconductor) - Elektronika - Ruang Pendidikan

Klasifikasi Keluarga Logika / Logic Family Teknologi MOS (Metal Oxide Semiconductor) - Elektronika

Karakteristik Teknologi MOS

  1. Rangkaian MOS pertama yakni MOS p-channel (PMOS) karena paling mudah dibuat.
  2. Teknologi MOS lebih maju, yakni MOS n-channel (NMOS) menggantikan PMOS karena teknologinya menawarkan kinerja kecepatan yang lebih tinggi untuk kerapatan, kompleksitas dan biaya yang sama.
  3. Kebutuhan akan konsumsi daya yang lebih rendah dengan penggunaan Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) yang lebih besar tapi konsumsi dayanya lebih efisien.  

Berikut merupakan klasifikasi dari MOS :

  1. CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) menggunakan komplemen dari transistor MOSFET (tipe N dan tipe P) yang disebut MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor  Field Effect Transistor)
  2. MOSFET  banyak digunakan sebagai memori skala besar dan mikroprosesor dalam kategori LSI dan VLSI.
  3. Kelebihan MOSFET dari transistor yaitu inputnya secara listrik diisolasi dari sela MOSFET menghasilkan impedansi masukan yang tinggi. 
  4. Piranti MOSFET  N-channel serupa dengan transistor NPN. Arus hanya akan mengalir dari Drain melewati Source, jika tegangan positif diterapkan pada basis, Basisnya MOSFET adalah Gate
  5. Piranti IC dari seri MOS terdiri dari 3 jenis, yaitu IC PMOS yang terbuat dari MOSFET saluran P, IC NMOS yang terbuat dari MOSFET saluran N lebih banyak digunakan karena kecepatannya lebih tinggi dan pengemasannya lebih padat dan IC CMOS yang dibuat dari gabungan MOSFET  saluran P dan N
Rangkaian-rangkaian saklar digital
       (a)                                  (b)                            (c)                       (d)                           (e)

Gambar 5.17  Rangkaian-rangkaian sakelar digital

Salah satu kegunaan gerbang, flip-flop atau elemen lain didalam sistem digital ialah untuk menghasilkan perubahan tegangan yang besarnya berada dalam batas tertentu sebagai respons atas perubahan masukan standard.  Pada Gambar 5.17 keluaran dari kelima rangkaian akan berubah dari 0 ke +5 Volt atau dari +5 ke  0 Volt, tergantung pada masukannya.  Pada Gambar 5.17 (a) switching dilaksanakan secara mekanis dengan penutupan atau pembukaan sakelar S1.  Jika S1 terbuka maka Vout adalah +5 Volt sedangkan bila S1 tertutup maka Vout menjadi 0 Volt.  Pada Gambar 5.17 (b) sakelar S1 digantikan oleh sebuah transistor bipolar Q1 tetapi efeknya adalah sama.  Pada Gambar 5.17 (c) transistor bipolar digantikan oleh transistor NMOS Q2 dan tahanan R1 digantikan oleh transistor NMOS Q3 yang berfungsi sebagai tahanan.  Perhatikan bahwa rangkaian a, b dan c memiliki sifat yang sama.  Jika dalam (a) S1 ditutup maka daya akan diserap oleh tahanan R1.  Jika dalam (b) transistor Q1 menghantar maka daya akan diserap oleh tahanan R2.  Jika dalam (c) Q2 menghantar maka daya akan diserap oleh Q3. Kesimpulanya jika S1 dibuka dan Q1 serta Q2 tidak menghantar maka daya yang diserap hampir tidak ada.

Rangkaian pada Gambar 5.17 (d) juga dapat digunakan untuk mengatur tegangan keluaran.  Jika S2 dibuka dan S3 ditutup maka tegangan keluaran adalah +5 Volt dan jika S2 ditutup dan S3 dibuka maka tegangan keluaran adalah 0 Volt Kelebihan rangkaian ini adalah tidak ada daya yang diserap atau terbuang pada kedua keadaan keluaran.  Hal yang sama juga terjadi dengan rangkaian pada Gambar 5.17 (e), rangkaian ini menggunakan transistor komplemen MOS (CMOS).  Jika tegangan masukan 0 Volt maka Q4 tidak menghantar dan Q5 menghantar sehingga tegangan keluaran adalah +5 Volt.  Karena Q4 tidak menghantar maka tidak ada arus yang mengalir sehingga tidak ada daya yang hilang.  Jika tegangan masukan +5 Volt maka Q4 menghantar dan Q5 tidak menghantar sehingga tegangan keluaran menjadi 0 Volt. Namun demikian pada peralihan tegangan gate, sejumlah daya akan diserap karena untuk beberapa saat kedua transistor akan menghantar secara bersamaan.  Oleh karena itu besarnya daya yang dikonsumsi oleh CMOS adalah merupakan fungsi dari frekuensi.  Semakin tinggi frekuensi semakin besar daya yang dibutuhkan.

IC dari keluarga CMOS melingkupi hampir semua fungsi yang tersedia dalam IC keluarga TTL, Seperti halnya IC TTL, keluarga CMOS berkembang menjadi beberapa jenis atau seri yang merupakan perkembangan dan penyempurnaan dari seri sebelumnya. Berikut merupakan perkembangan seri CMOS :

a. IC CMOS seri 4000
IC seri ini menjadi popular karena memiliki daya tarik berupa pemakaian daya yang sangat rendah dan dapat digunakan dalam piranti yang menggunakan catu daya batu baterai. IC ini lebih lambat dari TTL dan memiliki elektrostatik yang lebih rendah sebagai pelindung pelepas muatan. Tegangan catu daya +3 Volt sampai +15 Volt.

Untuk logika 0
Dengan Vin paling sedikit 0-1/3 Vcc
Dengan Vin minimun 1-2/3 Vcc

b. IC CMOS seri 40H00
IC CMOS seri 40H00 dirancang untuk beroperasi lebih cepat dibandingkan dengan seri 4000.
c. IC CMOS seri 74C00 
IC ini dikembangkan untuk dapat digabungkan dengan pin IC dari keluarga TTL. IC ini memiliki pin seperti TTL. Daya rendah, namun kecepatannya lebih lambat dari TTL.

d. IC CMOS seri 74C00 dan 74HCT00
IC seri ini memiliki kekebalan lebih besar terhadap derau, jangkauan tegangan lebih besar dan sanggup bekerja pada operasi suhu temperatur yang lebih luas.

e. IC CMOS seri 74BICMOS
IC Seri ini adalah perpaduan transistor bipolar dan transistor CMOS. IC  ini memiliki karaktreristik kecepatan tinggi dari sambungan PN dipandu dengan karakteristik daya rendah dari CMOS yang memiliki daya yang sangat rendah dan kecepatan operasi yang tinggi.

f. IC CMOS seri 74-Low Voltage
IC seri 74-Low Voltage memiliki catu daya 3,3 V. IC ini memiliki catu daya rendah seperti baterai dan dapat digenggam contohnya pada notebook dan handphone. IC CMOS seri tegangan rendah diidentifikasi dengan singkatan kode huruf dan angka sebagai berikut

LV :Low Voltage HCMOS
IC seri CMOS ini menggunakan catu daya tegangan rendah, yaitu 1,2 V sampai 3,6 V. dan beroperasi pada kecepatan tinggi.

LVC :Low Voltage CMOS
IC CMOS ini menggunakan catu daya yang rendah.

LVT :Low Voltage Technology
IC CMOS ini memiliki kemampuan arus yang tinggi, yaitu arus kuras 64 mA dan arus sumber 32 mA, serta menggunakan catu daya yang rendah.

ALVC :Advanced  Low Voltage
IC CMOS menggunakan tegangan rendah.
HLL :High Speed Low Power Low Voltage
IC CMOS kecepatan tinggi ini menggunakan catu daya tegangan rendah.
Kelebihan IC CMOS adalah konsumsi dayanya rendah sehingga cocok digunakan untuk peralatan elektronik dengan daya rendah seperti baterai dan dapat beroperasi pada berbagai tegangan suplai DC yang bisa mencapai 15 Volt. Sedangkan kekurangan IC CMOS tidak tahan muatan statis, kecepatan kerja lebih rendah dibandingkan IC TTL.

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel