CMOS Logic Gate — NAND·NOR부터 조합논리까지

트랜지스터 연결이 진리표가 되는 과정과 부하·지연·전력의 절충을 이해합니다.

심화 · 실무 연결 · 업데이트 2026-10-18

3줄 요약

  • 트랜지스터 연결이 진리표가 되는 과정과 부하·지연·전력의 절충을 이해합니다.
  • 측정 조건을 맞추고 관찰·가설·원인 검증을 구분합니다.
  • 질문과 가상 상황은 교육용이며 실제 기업 데이터나 기출이 아닙니다.
이 페이지 목차스위치 연결에서 논리로진리표가 같아도 속도는 다릅니다엔지니어의 판단 연습교육용 예상 면접 질문선수 학습과 다음 공부공개 참고 자료

스위치 연결에서 논리로

인버터를 먼저 읽으세요. 정적 상보 CMOS에서 Pull-up Network(PUN)는 출력을 VDD에, Pull-down Network(PDN)는 GND에 연결합니다. 정상 논리 입력에서 두 망은 상보적으로 동작합니다. 전환 중 동시 도통·누설까지 사라진다는 뜻은 아닙니다.

2입력 NAND는 NMOS 두 개가 직렬, PMOS 두 개가 병렬입니다. A=B=1일 때만 두 NMOS가 모두 켜져 출력이 내려갑니다. 2입력 NOR는 NMOS 병렬, PMOS 직렬입니다. A 또는 B가 1이면 출력이 내려가며 둘 다 0일 때만 올라갑니다. PMOS는 소스와 게이트의 전압 차로 켜지며, 여기서는 VDD에 연결된 정적 CMOS 구조를 설명합니다.

A B NAND 출력 NOR 출력
0 0 1 1
0 1 1 0
1 0 1 0
1 1 0 0

조합논리는 현재 입력의 함수로 출력을 결정합니다. 예를 들어 NAND 출력에 인버터를 연결하면 AND가 됩니다. 저장 소자가 있는 순차논리와 다르며, 조합논리라도 실제 지연 차이로 짧은 Glitch가 생길 수 있습니다.

진리표가 같아도 속도는 다릅니다

Propagation Delay는 입력 기준 전압 통과부터 출력 기준 통과까지의 시간입니다. Rise/Fall Time은 출력 자체의 전이 시간입니다. Fan-out은 구동하는 입력 수를 가리키며, 실제 부하는 각 입력·배선의 합산 용량으로 봅니다. 근사적으로 지연 ≈ R_eff × C_load지만 직렬 소자의 내부 노드·입력 순서도 영향을 줍니다. 셀을 키우면 구동 저항을 줄일 수 있어도 앞단 부하·면적·전력이 늘어납니다.

엔지니어의 판단 연습

교육용 가상 상황: NAND 출력이 연결 수를 늘린 뒤 늦어졌습니다. 회로설계자는 동일 PVT와 입력 전이에서 부하·배선 기생값·상승/하강 지연을 비교합니다. 소자 담당자는 모델의 구동 전류와 공정 편차를 확인합니다. 부하만 바꾼 시뮬레이션으로 가설을 분리하고 버퍼 추가 뒤 전체 경로의 전력·타이밍을 다시 검증합니다. 진리표 합격만으로 타이밍 검증을 대신할 수 없습니다.

교육용 예상 면접 질문

NAND와 NOR의 CMOS 연결은 어떻게 다른가요?

핵심: NAND는 NMOS 직렬·PMOS 병렬, NOR는 그 반대입니다. 꼬리질문: 직렬 소자 수가 증가하면 지연과 셀 크기는 어떻게 달라질까요? 인버터와 부하부터 복습하세요.

Fan-out이 같으면 지연도 같나요?

핵심: 입력 용량·배선·입력 전이·PVT가 달라질 수 있습니다. 꼬리질문: 버퍼를 추가한 뒤 어느 경로를 재검증하겠습니까? Timing 기초와 연결합니다.

선수 학습과 다음 공부

CMOS와 Inverter: 스위치 두 개로 논리 뒤집기 · SRAM Cell과 Sense Amplifier — 작은 전압 차이를 읽는 원리 · Timing 기초: Setup·Hold와 시간 여유

관련 직무 로드맵: 회로설계 · 소자

공개 참고 자료

개념 확인: 2026-10-18. 아래 자료는 공개 원리의 근거이며, 본문의 가상 관찰·판단 연습·예상 질문은 FlashMemory 자체 작성입니다. 현장 설정값이나 기업의 비공개 데이터를 사용하지 않았습니다.

연결해서 공부하기

다음으로 무엇을 공부할까요?

먼저 필요한 개념과 이어서 읽을 기술을 연결했습니다. 실제 제조 순서가 아니라 학습을 돕는 제안입니다.

전체 학습 로드맵에서 다음 단계 선택하기 →

관련 기술

다른 관점에서도 찾아보기

같은 기술을 여러 분야에서 탐색할 수 있습니다. 선수 지식과 다음 공부의 명시적인 순서를 먼저 따르세요.

함께 살펴볼 기술

공통 활용 목적을 바탕으로 제안한 보조 읽기입니다. 필수 선수과목이나 실제 제조 순서를 뜻하지 않습니다.