CMOS-EXOR回路 双方向スイッチの双方向ってどういう意味ですか？

質問

CMOSでEXOR回路を作るとき、双方向スイッチを用いて回路を構成出来ると思います。
動作自体はわかるんですが、双方向スイッチの双方向の意味がわかりません。
どういった部分が双方向なんでしょうか。

宜しくお願いします。

回答No.2

rabbit_cat · ベストアンサー

ＣＭＯＳのＥＸＯＲ回路に用いるスイッチってことなんで、バスのスイッチとかじゃなくて、ＣＭＯＳスイッチ（パス・トランジスタ）のことをいっているんですかね。

バイポーラトランジスタは、普通コレクタとエミッタが対称ではない（キャリアの濃度がかなり違う）ので、（VBEをＯＮさせれば）コレクタからエミッタへは電流をたくさん流せますが、トランジスタを逆向きに使ってＶＢＣをＯＮさせてもエミッタからコレクタ側へは、あんまり電流を流すことができません。

つまり、バイポーラトランジスタをスイッチとして用いるとして、スイッチをＯＮさせる（ベースの電位を上げる）と、

・もし、コレクタ側がエミッタ側よりも電位が高い場合には、（コレクタからエミッタに電流が流れて）、エミッタ側の電位はコレクタ側の電位に等しくなります。
・逆に、もし、エミッタ側がコレクタ側よりも電位が高い場合には、（エミッタからコレクタへはトランジスタがＯＮしてもあんまり電流が流れないので）、コレクタ側の電位は低いままです。

というわけで、バイポーラトランジスタをスイッチとして用いると、片方向にだけ通すスイッチになってしまいます。

ですが、ＭＯＳトランジスタはバイポーラと違って、ソースとドレインが完全に対称なんで、オンさせると、ドレインからソースへ、あるいは、逆に、ソースからドレインへ、どっち向きにも電流が流れます。
というわけで、ＭＯＳでスイッチを作ると、双方向のスイッチができます。つまり、スイッチをＯＮさせると、かならず、ドレインとソースの電位が等しくなります。

ＭＯＳトランジスタはデバイスとして考えると、動作速度などバイポーラよりも劣っている部分も結構あるのですが、このソースとドレインが完全に対称で（双方向の）スイッチが簡単に作れるというのは大きな利点でして、ＣＭＯＳアナログ回路は、いかにスイッチをうまく使うかってのがキモだったりします。

お礼

そうです、パストランジスタのことみたいです。（授業では双方向スイッチと習ったので・・・）

よくわかりました。ありがとうございます。

回答No.3

anachrockt

双方向の意味は，他の方の回答通りです．
双方向スイッチはここの3ページ等価回路で，中側NchとPchが並列になっているところですね．
http://focus.tij.co.jp/jp/lit/ds/symlink/cd4070b.pdf

なお，単体のMOSFETはボディ・ダイオードがドレイン－ソース間にありますから，
スイッチとして電流は片方向でしかオン・オフできません（逆方向は流れっぱなし）．
その点IC内では，VDDとVSSに接続できますからOKなんですが．
双方向で電流をオン・オフするには，ここのAC用のように逆直列にします．
http://www.mew.co.jp/ac/control/relay/photomos/circuit_diagram/index.jsp

お礼

この図のやつです。
ありがとうございました。

回答No.1

A-Tanaka

こんばんは。
半導体内部にある回路を載せているダイとコンタクトとの間、や外部に接続する回路（バス）などの間に取り付けるタイプのスイッチです。

双方向というのは、例えばデータバスのように、書き込みや読み込みの信号が行き来できる用途に用いられるからです。

なぜ、そんなものが必要かと言いますと、ある回路に信号や電力の送受信を行う際に、その信号を送りだすのか？それとも受け取るのか？を一本の信号線で制御しなければなりません。そのため、制御信号とデータ信号との間で、EXORを取ることで、信号の行き来が出来るようにしたスイッチのことです。

お礼

御回答いただきありがとうございます。

すみません、私の質問の仕方がわるかったために、おそらく勘違いをさせてしまっているようです。。。