초록
LTPS TFT의 개발과 성능 향상은 패널에 다양한 디지털 회로를 내장하는 SOP의 비약적 발전에 기여하였다. 본 논문에서는 일반적으로 적용되는 낮은 성능의 CMOS 논리게이트를 대체할 수 있는 전류모드 논리(CML) 게이트의 설계 방법을 소개한다. CML 인버터는 낮은 로직스윙, 빠른 응답 특성을 갖도록 설계할 수 있음을 보였으며 높은 소비전력의 단점도 동작 속도가 높아질수록 CMOS의 경우와 근사해졌다. 아울러 전류 구동능력을 키울 필요가 없는 까닭에 많은 수의 소자가 사용되지만 면적은 오히려 감소하는 것을 확인하였다. 특히 비반전 및 반전 출력이 동시에 생성되므로 noise immunity가 우수하다. 다수 입력을 갖는 NAND/AND 및 NOR/OR 게이트는 같은 회로에 입력신호를 바꾸어 구현할 수 있고 MUX와 XNOR/XOR 게이트도 같은 회로를 사용하여 구현할 수 있음을 보였다. 결론적으로 CML 게이트는 다양한 함수를 단순한 몇가지의 회로로 구성할 수 있으며 낮은 소비전력, 적은 면적, 개선된 동작속도 등을 동시에 추구할 수 있는 대안임을 확인하였다.
Development of high performance LTPS TFTs contributed to open up new SOP technology with various digital circuits integrated in display panels. This work introduces the current mode logic(CML) gate design method with which one can replace slow CMOS logic gates. The CML inverter exhibited small logic swing, fast response with high power consumption. But the power consumption became compatible with CMOS gates at higher clock speed. Due to small current values in CML, layout area is smaller than the CMOS counterpart even though CML uses larger number of devices. CML exhibited higher noise immunity thanks to its non-inverting and inverting outputs. Multi-input NAND/AND and NOR/OR gates were implemented by the same circuit architecture with different input confirugation. Same holds for MUX and XNOR/XOR CML gates. We concluded that the CML gates can be designed with few simple circuits and they can improve power consumption, chip area, and speed of operation.
