デジタル回路におけるノイズマージンとは、信号が適切な「0」（論理ロー）または「1」（論理ハイ）の閾値を超える量のことです。例えば、デジタル回路が0.0～1.2ボルトの範囲で動作するように設計されている場合、0.2ボルト未満は「0」、1.0ボルト以上は「1」とみなされます。この場合、「0」のノイズマージンは信号が0.2ボルト未満になる量、「1」のノイズマージンは信号が1.0ボルトを超える量となります。この場合、ノイズマージンは比率ではなく絶対電圧で測定されます。CMOSチップのノイズマージンは通常、 TTLチップのノイズマージンよりもはるかに大きくなります。これは、V OH minが電源電圧に近く、V OL maxがゼロに近いためです。
実際のデジタルインバータは、論理ハイ (1) から論理ロー (0) に瞬時に切り替わるわけではなく、容量が存在します。インバータが論理ハイからローに遷移している間、電圧がハイまたはローとみなせない未定義の領域があります。これはノイズマージンと呼ばれます。考慮すべきノイズマージンは 2 つあります。ノイズマージン ハイ (N MH ) とノイズマージン ロー (N ML ) です。N MHは、インバータが論理ハイ (1) から論理ロー (0) に遷移する際の電圧量であり、N MLの場合はその逆です。式は次のとおりです。N MH ≡ V OH - V IH および N ML ≡ V IL - V OL。[ 2 ] 通常、CMOS インバータでは、上記のように V OH はV DDに等しく、V OL は接地電位に等しくなります。
V IH は、電圧伝達特性(VTC)の傾きが-1 になる最高入力電圧として定義されます[ 3 ]。ここで、VTC は、すべての有効な出力電圧と入力電圧の関係を示すグラフです。同様に、V IL は、VTC の傾きが -1 になる最低入力電圧として定義されます。
