Suosituin MOSFET-tekniikka (puolijohdetekniikka) on nykyään saatavilla CMOS-tekniikkaa tai täydentävää MOS-tekniikkaa. CMOS-tekniikka on johtava puolijohdetekniikka ASIC-laitteille, muisteille, mikroprosessoreille. CMOS-tekniikan tärkein etu BIPOLAR- ja NMOS-tekniikoihin nähden on tehohäviö - kun piiri kytketään, vain teho häviää. Tämä mahdollistaa monien CMOS-porttien asentamisen integroidulle piirille kuin bipolaarisessa ja NMOS-tekniikassa. Tässä artikkelissa käsitellään CMOS: n ja NMOS-tekniikan välistä eroa.

Johdatus IC-tekniikkaan

Piin IC-tekniikka voidaan luokitella tyyppeihin: kaksisuuntainen, metallioksidipuolijohde ja BiCMOS.

IC-tekniikka

Bipolaaristen transistoreiden rakenteessa on PNP tai NPN. Näissä erityyppiset transistorit , pieni määrä virtaa paksummassa pohjakerroksessa ohjaa suuria virtoja emitterin ja kerääjän välillä. Perusvirrat rajoittavat bipolaaristen laitteiden integraatiotiheyttä.

Metallioksidi-puolijohde luokitellaan edelleen eri tekniikoihin PMOS: n, NMOS: n ja CMOS: n alla. Näitä laitteita ovat puolijohde, oksidi ja metalliportti. Tällä hetkellä polysilikonia käytetään yleisemmin porttina. Kun porttiin syötetään jännitettä, se ohjaa lähteen ja viemärin välistä virtaa. Koska ne kuluttavat vähemmän virtaa ja MOS mahdollistaa suuremman integraation.

BiCMOS-tekniikka käyttää sekä CMOS- että bipolaaritransistoreita, jotka on integroitu samaan puolijohdesiruun. CMOS-tekniikka tarjoaa korkean I / P- ja matalan O / P-impedanssin, suuren pakkaustiheyden, symmetriset kohinamarginaalit ja pienen tehohäviön. BiCMOS-tekniikka on mahdollistanut bipolaaristen laitteiden ja CMOS-transistoreiden yhdistämisen yhdeksi prosessiksi kohtuullisin kustannuksin MOS-logiikan tiheän integroinnin saavuttamiseksi

CMOS: n ja NMOS-tekniikan välinen ero

CMOS-tekniikan ja NMOS-tekniikan välinen ero voidaan helposti erottaa niiden toimintaperiaatteista, eduista ja haitoista, kuten on keskusteltu.

CMOS-tekniikka

Täydentäviä metallioksidi-puolijohteita (CMOS-tekniikkaa) käytetään IC: iden rakentamiseen ja tätä tekniikkaa käytetään digitaalisissa logiikkapiireissä, mikroprosessoreissa, mikro-ohjaimissa ja staattisessa RAM-muistissa. CMOS-tekniikkaa käytetään myös useissa analogisissa piireissä, kuten datamuuntimissa, kuvakennoissa ja erittäin integroiduissa lähetin-vastaanottimissa. CMOS-tekniikan pääominaisuudet ovat alhainen staattinen virrankulutus ja korkea melunkestävyys.

“AC- ja DC -virtalähteen ero ”

Täydentävä metallioksidipuolijohde

CMOS (täydentävä metallioksidi-puolijohde) on paristokäyttöinen sisäinen puolijohdesiru, jota käytetään tietojen tallentamiseen tietokoneisiin. Nämä tiedot vaihtelevat järjestelmän kellonajasta ja päivämäärästä tietokoneen laitteistoasetuksiin. Paras esimerkki tästä CMOS: sta on kolikkokenno, jota käytetään CMOS: n muistin virtalähteeseen.

Kun pari transistoria on OFF-tilassa, sarjayhdistelmä vetää merkittävää tehoa vain vaihdettaessa ON- ja OFF-tilojen välillä. Joten MOS-laitteet eivät tuota niin paljon hukkalämpöä kuin muut logiikan muodot. Esimerkiksi TTL ( Transistori-transistori-logiikka ) tai MOS-logiikka, joilla on yleensä jonkin verran pysyvää virtaa, vaikka tilaa ei muutettaisikaan. Tämä mahdollistaa suuren logiikkatoimintojen tiheyden sirulla. Tästä syystä tätä tekniikkaa käytetään eniten ja se toteutetaan VLSI-siruissa.

CMOS-akun käyttöikä

CMOS-akun tyypillinen käyttöikä on noin 10 vuotta. Tämä voi kuitenkin muuttua käytön ja ympäristön perusteella missä tahansa tietokoneessa. Jos CMOS-akku vahingoittuu, tietokone ei voi ylläpitää tarkkaa kellonaikaa, kun tietokone on sammutettu. Esimerkiksi, kun tietokone on kytketty päälle, päivämäärä ja kellonaika voidaan huomata asetettuna kello 12:00 ja 1. tammikuuta 1990. Joten tämä virhe määrittää lähinnä, että CMOS: n akku oli viallinen.

CMOS-invertteri

Digitaalisten piirien suunnittelussa minkä tahansa IC-tekniikan peruselementti on logiikkamuuntaja. Kun invertteripiirin toiminta on ymmärretty huolellisesti, tulokset voidaan laajentaa logiikkaporttien ja monimutkaisten piirien suunnitteluun.

CMOS-invertterit ovat yleisimmin käytettyjä MOSFET-inverttereitä, joita käytetään sirujen suunnittelussa. Nämä taajuusmuuttajat voivat toimia suurella nopeudella ja pienemmällä tehohäviöllä. CMOS-invertterillä on myös hyvät logiikkapuskurin ominaisuudet. Lyhyt kuvaus taajuusmuuttajista antaa perustiedot taajuusmuuttajan toiminnasta. MOSFET-tilat eri i / p-jännitteillä ja sähkövirrasta johtuvat tehohäviöt.

CMOS-invertteri

CMOS-invertterissä on PMOS ja NMOS-transistori, jotka on kytketty portti- ja tyhjennysliittimiin, jännitesyöttö VDD PMOS-lähdeliittimeen ja GND kytketty NMOS-lähdeliittimeen, jossa Vin on kytketty portin liittimiin ja Vout on kytketty tyhjennysliittimiin.

On tärkeää huomata, että CMOS: lla ei ole vastuksia, mikä tekee siitä energiatehokkaamman kuin tavallinen vastus-MOSFET-invertteri. Koska jännite CMOS-laitteen sisääntulossa vaihtelee välillä 0 - 5 volttia, NMOS: n ja PMOS: n tila vaihtelee vastaavasti. Jos mallinnamme jokaisen transistorin yksinkertaiseksi kytkimeksi, jonka Vin aktivoi, invertterin toiminta voidaan nähdä hyvin helposti.

CMOS-edut

CMOS-transistorit käyttävät tehoa tehokkaasti.

Näitä laitteita käytetään useissa sovelluksissa analogisilla piireillä, kuten kuvakennot, datamuuntimet jne. CMOS-tekniikan edut NMOS: iin nähden ovat seuraavat.
Erittäin pieni staattinen virrankulutus
Vähennä piirin monimutkaisuutta
Suuri loogisten toimintojen tiheys sirulla
Pieni staattinen virrankulutus
Korkea melunkesto
Kun CMOS-transistorit muuttuvat tilasta toiseen, ne käyttävät sähkövirtaa.
Lisäksi täydentävät puolijohteet rajoittavat o / p-jännitettä työskentelemällä keskenään. Tuloksena on pienitehoinen rakenne, joka tuottaa vähemmän lämpöä.
Tästä syystä nämä transistorit ovat muuttaneet muita aikaisempia malleja, kuten CCD-antureita kameran antureissa, samoin kuin käytettyjä useimmissa nykyisissä prosessoreissa.

CMOS-sovellukset

CMOS on eräänlainen siru, jota käytetään akun kautta, jota käytetään kiintolevyn kokoonpanon ja muun tiedon tallentamiseen.

Yleensä CMOS-sirut tarjoavat RTC: n (reaaliaikainen kello) sekä CMOS-muistin mikro-ohjaimessa sekä mikroprosessorissa.

NMOS-tekniikka

NMOS-logiikka käyttää n-tyyppisiä MOSFET-yksiköitä toimimaan tekemällä inversiokerros p-tyyppisessä transistorissa. Tämä kerros tunnetaan nimellä n-kanavainen kerros, joka johtaa elektroneja n-tyyppisissä lähde- ja tyhjennysliittimissä. Tämä kanava voidaan luoda soveltamalla jännitettä 3. päätelaitteeseen, nimittäin porttiliittimeen. Samoin kuin muut metallioksidipuolijohde-kenttävaikutteiset transistorit, nMOS-transistorit sisältävät erilaisia toimintatiloja, kuten raja-arvo, triodi, kylläisyys ja nopeussaturaatio.

“kuinka testata kondensaattori ohmimittarilla ”

NMOS: n logiikkaperhe käyttää N-kanavaisia MOSFETS-järjestelmiä. NMOS-laitteet (N-kanavainen MOS) tarvitsevat pienemmän sirualueen kullekin transistorille verrattuna P-kanavalaitteisiin, joissa NMOS antaa suuremman tiheyden. NMOS-logiikkaperhe antaa myös nopean nopeuden johtuen varauksen kantajien suuresta liikkuvuudesta N-kanavan laitteissa.

Joten useimmat mikroprosessorit ja MOS-laitteet käyttävät NMOS-logiikkaa, muuten jotkut rakenteelliset variaatiot, kuten DMOS, HMOS, VMOS ja DMOS, vähentävät etenemisviivettä.

NMOS ei ole mitään muuta kuin negatiivisen kanavan metallioksidipuolijohde, ja se lausutaan en-sammalaksi. Se on eräänlainen puolijohde, joka latautuu negatiivisesti. Transistorit kytketään päälle / pois elektronien liikkeellä. Sitä vastoin positiivinen kanava MOS -POS toimii siirtämällä elektronivapaita paikkoja. NMOS on nopeampi kuin PMOS.

Negatiivisen kanavan metallioksidipuolijohde

NMOS voidaan suunnitella kahdella substraatilla, kuten n-tyyppi ja p-tyyppi. Tässä transistorissa suurin osa varauksen kantajista on elektroneja. Tiedämme, että PMPS: n ja NMOS: n yhdistelmää kutsutaan CMOS-tekniikaksi. Tämä tekniikka käyttää pääasiassa vähemmän energiaa toimimaan samalla teholla ja tuottaa matalaa melua koko toimintansa ajan.

Kun porttiliittimelle on annettu jännite, varauksen kantajat, kuten rungon sisällä olevat reiät, motivoituvat poispäin porttipäätteestä. Tämä sallii n-tyyppisen kanavan konfiguroinnin kahden päätteen välillä, kuten lähde ja tyhjennys & virran virtaus voidaan johtaa käyttämällä elektronia kahdesta liittimestä lähteestä viemäriin käyttämällä indusoitua n-tyyppistä kanavaa.

NMOS-transistori on erittäin helppo suunnitella ja valmistaa. NMOS-logiikkaportteja käyttävät piirit kuluttavat staattista tehoa, kun piiri ei ole aktiivinen. Tasavirta toimittaa koko logiikkaportin, kun lähtö on vähissä.

NMOS-invertteri

Taajuusmuuttajapiiri o / ps jännitteen, joka edustaa päinvastaista logiikkatasoa kuin sen i / p. Alla on esitetty NMOS-invertterikaavio, joka on rakennettu käyttämällä yhtä NMOS-transistoria yhdistettynä transistoriin.

NMOS-invertteri

Ero NMOS: n ja CMOS: n välillä

NMOS: n ja CMOS: n välistä eroa käsitellään taulukkomuodossa.

CMOS	NMOS “AC -DC -virtalähteen suunnittelu ”
CMOS on lyhenne sanoista Complementary metal-oxide-semiconductor	NMOS tarkoittaa N-tyypin metallioksidipuolijohde
Tätä tekniikkaa käytetään piirien valmistamiseen, joita käytetään erilaisissa sovelluksissa, kuten akuissa, elektronisissa komponenteissa, kuvakennoissa, digitaalikameroissa.	NMOS-tekniikkaa käytetään logiikkaporttien sekä digitaalisten piirien valmistamiseen
CMOS käyttää sekä symmetrisiä että toisiaan täydentäviä MOSFET-pareja, kuten p- ja n-tyypin MOSFET, logiikkatoimintojen toiminnalle	NMOS-transistorin toiminta voidaan tehdä tekemällä inversiokerros p-tyyppisen transistorin runkoon
CMOS: n toimintatilat ovat kertymistä, kuten ehtyminen ja inversio	NMOS: lla on neljä toimintatilaa, jotka simuloivat muun tyyppisiä MOSFET-tiedostoja, kuten raja-arvo, triodi, kylläisyys ja nopeussaturaatio.
CMOS-ominaisuudet ovat alhainen staattinen virrankulutus sekä korkea melunkestävyys ja.	NMOS-transistorin ominaisuudet ovat, kun jännite kasvaa ylimmässä elektrodissa, elektronien vetovoima on siellä kohti pintaa. Tietyllä jännitealueella, jota kuvataan pian kuten kynnysjännite, jolloin elektronin tiheys ulkopuolella ylittää reikien tiheyden.
CMOS: ia käytetään digitaalisissa logiikkapiireissä, mikroprosessoreissa, SRAM (staattinen RAM) ja mikrokontrollereissa	NMOSia käytetään digitaalisten piirien sekä logiikkaporttien toteuttamiseen.
CMOS-logiikkataso on 0 / 5V	NMOS-logiikkataso riippuu lähinnä beetasuhteesta sekä huonosta melumarginaalista
CMOS: n lähetysaika on t_Minä= t_f	CMOS: n lähetysaika on t_Minä> t_f
CMOS: n asettelu on säännöllisempi	NMOS: n asettelu on epäsäännöllinen
CMOS: n kuormitus- tai asemasuhde on 1: 1/2: 1	NMOS: n kuormitus- tai käyttöaste on 4: 1
Pakkaustiheys on pienempi, 2 N laite N-tuloille	Pakkaustiheys on tiheämpi, N + 1 laite N-tuloille
Virtalähde voi muuttua arvosta 1,5 - 15 V VIH / VIL, kiinteä osa VDD: tä	Virtalähde on kiinteä VDD: n perusteella
CMOS: n lähetysportti läpäisee molemmat logiikat hyvin	Vain läpäise ”0”, hyvin läpäisevällä ”1” on V_Tpudota
CMOS: n esilatausjärjestelmä on, koska molemmat n & p ovat käytettävissä esilatausväylälle V: hen_DD/ V_SS	Lataus yksinkertaisesti V: ltä_DDkohtaan V_Tlukuun ottamatta bootstrappingin käyttöä
Tehohäviö on nolla valmiustilassa	NMOS-tilassa, kun lähtö on 0, teho haihtuu

Miksi CMOS-tekniikkaa pidetään parempana kuin NMOS-tekniikkaa?

CMOS on lyhenne sanoista Complementary Metal-Oxide-Semiconductor. Toisaalta NMOS on metallioksidi-puolijohde MOS tai MOSFET (metallioksidi-puolijohde kenttävaikutteinen transistori ). Nämä ovat kaksi logiikkaperhettä, joissa CMOS käyttää sekä PMOS- että MOS-transistoreita suunnittelussa ja NMOS käyttää vain FET: itä suunnittelussa. CMOS valitaan NMOS: n sijasta sulautetun järjestelmän suunnittelu . Koska CMOS levittää sekä logiikkaa o että 1, kun taas NMOS levittää vain logiikkaa 1, joka on VDD. O / P yhden läpikäynnin jälkeen NMOS-portti olisi VDD-Vt. Siksi CMOS-tekniikka on edullinen.

CMOS-logiikkaporteissa joukko n-tyyppisiä MOSFET-laitteita sijoitetaan alasvetoverkkoon matalajännitteisen virtalähteen kiskon ja lähdön väliin. NMOS-logiikkaporttien kuormitusvastuksen sijasta CMOS-logiikkaporteilla on kokoelma P-tyyppisiä MOSFET-laitteita suurjännitekiskon ja lähdön välisessä pull-up-verkossa. Siksi, jos molempien transistoreiden portit on kytketty samaan tuloon, p-tyypin MOSFET on päällä, kun n-tyypin MOSFET on pois päältä, ja päinvastoin.

CMOS ja NMOS ovat molemmat innoittamana digitaalisten tekniikoiden kasvusta, joita käytetään integroitujen piirien rakentamiseen. Sekä CMOS: a että NMOS: ta käytetään monissa digitaaliset logiikkapiirit ja toiminnot, staattinen RAM ja mikroprosessorit. Näitä käytetään datamuuntimina ja kuvakennoina analogisille piireille ja käytetään myös trans-reseptoreissa moniin puhelinviestintämuotoihin. Sekä CMOS: lla että NMOS: lla on sama tehtävä kuin transistorilla sekä analogisille että digitaalisille piireille, mutta monet ihmiset valitsevat edelleen CMOS-tekniikan jälkimmäiseen nähden sen monien etujen vuoksi.

NMOS-tekniikkaan verrattuna CMOS-tekniikka on huippulaatua. Erityisesti sen ominaisuuksien suhteen, kuten matala staattinen virrankulutus ja melunkestävyys, CMOS-tekniikka säästää energiaa eikä tuota lämpöä. Vaikka kallista, monet ihmiset suosivat CMOS-tekniikkaa monimutkaisen koostumuksensa vuoksi, mikä tekee mustan pörssin vaikeaksi valmistaa CMOS-tekniikkaa.

CMOS-tekniikka ja NMOS-tekniikkaa yhdessä sen taajuusmuuttajien kanssa, eroja käsitellään lyhyesti tässä artikkelissa. Siksi CMOS-tekniikka on paras sulautettujen järjestelmien suunnitteluun. Saadaksesi paremman käsityksen tästä tekniikasta, lähetä kyselysi alla olevina kommentteina.