Cel mai popular Tehnologie MOSFET (tehnologia semiconductorilor) disponibilă astăzi este tehnologia CMOS sau tehnologia MOS complementară. Tehnologia CMOS este cea mai importantă tehnologie semiconductoare pentru ASIC-uri, memorii, microprocesoare. Principalul avantaj al tehnologiei CMOS față de tehnologia BIPOLAR și NMOS este disiparea puterii - atunci când circuitul este comutat, atunci numai puterea se disipează. Acest lucru permite montarea multor porți CMOS pe un circuit integrat decât în tehnologia Bipolar și NMOS. Acest articol discută diferența dintre tehnologia CMOS și NMOS.

Introducere în tehnologia IC

Siliciu Tehnologie IC poate fi clasificat în tipuri: Bipolar, un semiconductor de oxid de metal și BiCMOS.

Tehnologie IC

Structura tranzistoarelor bipolare are PNP sau NPN. În aceste tipuri de tranzistoare , cantitatea mică de curent din stratul de bază mai gros controlează curenți mari între emițător și colector. Curenții de bază limitează densitatea de integrare a dispozitivelor bipolare.

Un semiconductor metal-oxid este în continuare clasificat în diferite tehnologii în PMOS, NMOS și CMOS. Aceste dispozitive includ un semiconductor, oxid și o poartă metalică. În prezent, Polysilicon este mai des utilizat ca poartă. Când tensiunea este aplicată la poartă, aceasta controlează curentul dintre sursă și drenaj. Deoarece consumă mai puțină energie și MOS permite o integrare mai mare.

Tehnologie BiCMOS folosește atât tranzistoare CMOS, cât și tranzistoare bipolare, acestea fiind integrate pe același cip semiconductor. Tehnologia CMOS oferă impedanță I / P ridicată și impedanță O / P scăzută, densitate mare de ambalare, margini de zgomot simetrice și disipare redusă a puterii. Tehnologia BiCMOS a făcut posibilă combinarea dispozitivelor bipolare și a tranzistoarelor CMOS într-un singur proces la un cost rezonabil pentru a realiza integrarea cu densitate ridicată a logicii MOS

Diferența dintre tehnologia CMOS și NMOS

Diferența dintre tehnologia CMOS și tehnologia NMOS poate fi ușor diferențiată prin principiile, avantajele și dezavantajele lor de lucru, după cum sa discutat.

Tehnologie CMOS

Semiconductorul metalic-oxid complementar (tehnologia CMOS) este utilizat pentru a construi circuite integrate și această tehnologie este utilizată în circuite logice digitale, microprocesoare, microcontrolere și RAM statică. Tehnologia CMOS este, de asemenea, utilizată în mai multe circuite analogice, cum ar fi convertoarele de date, senzorii de imagine și în transceiverele extrem de integrate. Principalele caracteristici ale tehnologiei CMOS sunt consumul redus de energie statică și imunitatea ridicată la zgomot.

“divizor de tensiune regulă rezistențe paralele ”

Semiconductor complementar cu oxid de metal

CMOS (metal-oxid-semiconductor complementar) este un cip semiconductor la bord alimentat de baterie, utilizat pentru stocarea datelor în computere. Aceste date variază de la ora și data sistemului până la setările hardware ale unui sistem pentru computer. Cel mai bun exemplu al acestui CMOS este o baterie cu monedă utilizată pentru alimentarea memoriei CMOS.

Când câteva tranzistoare sunt în starea OFF, combinația de serii atrage o putere semnificativă numai în timpul comutării între stările ON / OFF. Deci, dispozitivele MOS nu generează la fel de multă căldură reziduală ca alte forme de logică. De exemplu, TTL ( Logică tranzistor-tranzistor ) sau logica MOS, care în mod normal au un curent permanent chiar și atunci când nu se schimbă starea. Acest lucru permite o densitate mare de funcții logice pe un cip. Din acest motiv, această tehnologie este cea mai utilizată și este implementată în cipurile VLSI.

Durata de viață a bateriei CMOS

Durata de viață tipică a unei baterii CMOS este de aproximativ 10 ani. Dar, acest lucru se poate schimba în funcție de utilizare, precum și de mediul în care există computerul. De exemplu, odată ce computerul este pornit, data și ora pot fi observate ca setate la 12:00 P.M și 1 ianuarie 1990. Deci, această eroare specifică în principal că bateria CMOS a eșuat.

Invertor CMOS

Pentru orice tehnologie IC în proiectarea circuitelor digitale, elementul de bază este invertorul logic. Odată ce funcționarea unui circuit invertor este înțeleasă cu atenție, rezultatele pot fi extinse la proiectarea porților logice și a circuitelor complexe.

Invertoarele CMOS sunt cele mai utilizate invertoare MOSFET, care sunt utilizate în proiectarea cipurilor. Aceste invertoare pot funcționa la viteză mare și cu pierderi de putere mai mici. De asemenea, invertorul CMOS are caracteristici bune de tampon logic. Scurta descriere a invertoarelor oferă o înțelegere de bază a funcționării invertorului. Stări MOSFET la diferite tensiuni i / p și pierderi de putere datorate curentului electric.

Invertor CMOS

Un invertor CMOS are un tranzistor PMOS și NMOS care este conectat la terminalele de poartă și de scurgere, o sursă de tensiune VDD la terminalul sursă PMOS și un GND conectat la terminalul sursă NMOS, unde Vin este conectat la terminalele de poartă și Vout. este conectat la bornele de scurgere.

“cum să conectați comutatorul dpdt ”

Este important de observat că CMOS nu are rezistențe, ceea ce îl face mai eficient din punct de vedere energetic decât un invertor obișnuit cu rezistență-MOSFET. Deoarece tensiunea la intrarea dispozitivului CMOS variază între 0 și 5 volți, starea NMOS și PMOS variază în consecință. Dacă modelăm fiecare tranzistor ca un simplu comutator activat de Vin, operațiunile invertorului pot fi văzute foarte ușor.

Avantaje CMOS

Tranzistoarele CMOS utilizează eficient energia electrică.

Aceste dispozitive sunt utilizate într-o serie de aplicații cu circuite analogice, cum ar fi senzori de imagine, convertoare de date, etc. Avantajele tehnologiei CMOS față de NMOS sunt următoarele.
Consum foarte mic de energie statică
Reduceți complexitatea circuitului
Densitatea mare a funcțiilor logice pe un cip
Consum redus de energie statică
Imunitate ridicată la zgomot
Când tranzistoarele CMOS se schimbă de la o condiție la alta, atunci folosesc curent electric.
În plus, semiconductorii complementari limitează tensiunea o / p acționând reciproc. Rezultatul este un design cu putere redusă, care asigură mai puțină căldură.
Din acest motiv, aceste tranzistoare au schimbat alte modele anterioare, cum ar fi CCD-urile din senzorii camerei, precum și utilizate în majoritatea procesoarelor actuale.

Aplicații CMOS

CMOS este un fel de cip, alimentat printr-o baterie utilizată pentru a stoca configurația unui hard disk, precum și alte date.

De obicei, cipurile CMOS oferă RTC (ceas în timp real), precum și memorie CMOS într-un microcontroler, precum și un microprocesor.

Tehnologie NMOS

Logica NMOS utilizează MOSFET-uri de tip n pentru a opera prin realizarea unui strat de inversiune într-un tranzistor de tip p. Acest strat este cunoscut sub numele de strat cu canal n care conduce electroni între bornele sursă și de scurgere de tip n. Acest canal poate fi creat prin aplicarea tensiunii către cel de-al treilea terminal și anume terminalul porții. Similar cu alți tranzistori cu efect de câmp cu semiconductori de oxid de metal, tranzistoarele nMOS includ diferite moduri de funcționare, cum ar fi o decupare, triodă, saturație și saturație de viteză.

Familia logică a NMOS utilizează MOSFET-uri cu canal N. Dispozitivele NMOS (MOS cu canal N) au nevoie de o regiune de cip mai mică pentru fiecare tranzistor comparativ cu dispozitivele cu canal P, unde NMOS oferă o densitate mai mare. Familia logică NMOS oferă și viteză mare datorită mobilității ridicate a purtătorilor de încărcare în dispozitivele cu canal N.

Deci, majoritatea microprocesoarelor și dispozitivelor MOS utilizează logica NMOS altfel unele variații structurale precum DMOS, HMOS, VMOS și DMOS pentru a reduce întârzierea propagării.

NMOS nu este altceva decât un semiconductor cu oxid de metal negativ, este pronunțat ca en-mușchi. Este un tip de semiconductor care se încarcă negativ. Astfel încât tranzistoarele să fie pornite / oprite prin mișcarea electronilor. În schimb, canalul pozitiv MOS -PMOS funcționează prin mutarea posturilor vacante de electroni. NMOS este mai rapid decât PMOS.

Semiconductor cu oxid de metal negativ

Proiectarea NMOS poate fi realizată prin intermediul a două substraturi precum tipul n, precum și tipul p. În acest tranzistor, majoritatea purtătorilor de sarcină sunt electroni. Știm că combinația PMPS și NMOS se numește tehnologie CMOS. Această tehnologie utilizează în principal mai puțină energie pentru a funcționa la o putere similară și generează zgomot redus pe tot parcursul funcționării sale.

Odată ce se dă o tensiune la terminalul porții, atunci purtătorii de încărcare, cum ar fi găurile din corp, sunt îndepărtați de terminalul porții. Acest lucru permite configurarea unui canal de tip n între cele două terminale, cum ar fi sursa și scurgerea, iar fluxul de curent poate fi realizat folosind electroni de la cele două terminale de la sursă la scurgere utilizând un canal de tip n indus.

Tranzistorul NMOS este foarte ușor de proiectat și de fabricat. Circuitele care utilizează porțile logice NMOS consumă energie statică odată ce circuitul este inactiv. Deoarece curentul continuu se alimentează pe poarta logică odată ce ieșirea este scăzută.

Invertor NMOS

Un circuit invertor o / ps o tensiune reprezentând nivelul logic opus la i / p. Diagrama invertorului NMOS este prezentată mai jos, care este construită folosind un singur tranzistor NMOS cuplat cu un tranzistor.

Invertor NMOS

Diferența dintre NMOS și CMOS

Diferența dintre NMOS și CMOS este discutată în forma tabelară.

CMOS	NMOS “cum se face un jammer de semnal ”
CMOS înseamnă „metal-oxid-semiconductor complementar”	NMOS înseamnă semiconductor de oxid de metal de tip N
Această tehnologie este utilizată pentru a produce circuite integrate care sunt utilizate în diferite aplicații, cum ar fi bateriile, componentele electronice, senzorii de imagine, camerele digitale.	Tehnologia NMOS este utilizată pentru a realiza porți logice, precum și circuite digitale
CMOS folosește perechi de MOSFET-uri simetrice, precum și complementare, cum ar fi MOSFET-uri de tip p și n, pentru funcționarea funcțiilor logice	Funcționarea tranzistorului NMOS se poate face prin realizarea unui strat de inversiune într-un corp de tranzistor de tip p
Modurile de funcționare ale CMOS sunt acumularea cum ar fi epuizarea și inversarea	NMOS are patru moduri de operații care simulează alte tipuri de MOSFET-uri, cum ar fi o decupare, triodă, saturație și saturație de viteză.
Caracteristicile CMOS sunt un consum redus de energie statică, precum și o imunitate ridicată la zgomot și.	Caracteristicile tranzistorului NMOS sunt, atunci când tensiunea crește pe electrodul superior, atunci atracția electronilor va fi acolo spre suprafață. La un interval de tensiune specific, pe care îl vom descrie în scurt timp ca tensiunea de prag, în care densitatea electronilor din exterior va depăși densitatea găurilor.
CMOS este utilizat în circuite logice digitale, microprocesoare, SRAM (RAM statică) și microcontrolere	NMOS este utilizat pentru a implementa circuite digitale, precum și porți logice.
Nivelul logic CMOS este 0 / 5V	Nivelul logic NMOS depinde în principal de raportul beta, precum și de marjele de zgomot slabe
Timpul de transmisie al CMOS este t_Eu= t_f	Timpul de transmisie al CMOS este t_Eu> t_f
Aspectul CMOS este mai regulat	Aspectul NMOS este neregulat
Raportul de încărcare sau de acționare al CMOS este 1: 1/2: 1	Raportul de încărcare sau unitate al NMOS este 4: 1
Densitatea de ambalare este mai mică, dispozitiv 2N pentru N-intrări	Densitatea de ambalare este mai densă, dispozitivul N + 1 pentru N-intrări
Sursa de alimentare se poate schimba de la 1,5 la 15V VIH / VIL, o fracție fixă a VDD	Sursa de alimentare este fixă pe baza VDD
Poarta de transmisie a CMOS va trece bine ambele logici	Treceți numai „0”, bine treceți „1” va avea V_Tcădere brusca
Schema de preîncărcare a CMOS este, atât pentru n & p, cât și pentru autobuzul de preîncărcare către V_DD/ V_SS	Pur și simplu taxe de la V_DDla V_Tcu excepția utilizării bootstrapping-ului
Disiparea puterii este zero în standby	În NMOS, când ieșirea este „0”, atunci puterea se disipează

De ce tehnologia CMOS este preferată față de tehnologia NMOS

CMOS înseamnă Complementary Metal-Oxide-Semiconductor. Pe de altă parte, NMOS este un oxid de metal semiconductor MOS sau MOSFET (metal-oxid-semiconductor tranzistor cu efect de câmp ). Acestea sunt două familii logice, în care CMOS folosește atât tranzistoare PMOS cât și MOS pentru proiectare, iar NMOS folosește doar FET-uri pentru proiectare. CMOS este ales peste NMOS pentru proiectarea sistemului încorporat . Deoarece, CMOS propagă atât logica o cât și 1, în timp ce NMOS propagă numai logica 1 care este VDD. O / P după ce trece printr-una, poarta NMOS ar fi VDD-Vt. Prin urmare, tehnologia CMOS este preferată.

În porțile logice CMOS, un set de MOSFET-uri de tip n este poziționat într-o rețea pull-down între șina de alimentare de joasă tensiune și ieșire. În loc de rezistența la sarcină a porților logice NMOS, porțile logice CMOS au o colecție de MOSFET-uri de tip P într-o rețea de tragere între șina de înaltă tensiune și ieșire. Prin urmare, dacă ambii tranzistori au porțile conectate la aceeași intrare, MOSFET de tip p va fi activat când MOSFET de tip n este oprit și invers.

CMOS și NMOS ambele inspirate de creșterea tehnologiilor digitale, care sunt utilizate pentru a construi circuitele integrate. Atât CMOS, cât și NMOS sunt utilizate în multe circuite logice digitale și funcții, memorie RAM statică și microprocesoare. Acestea sunt utilizate ca convertoare de date și senzori de imagine pentru circuite analogice și, de asemenea, utilizate în trans-receptori pentru multe moduri de comunicații telefonice. În timp ce atât CMOS, cât și NMOS au aceeași funcție ca tranzistoarele atât pentru circuitele analogice, cât și pentru cele digitale, dar mulți oameni aleg în continuare tehnologia CMOS față de acesta din urmă pentru numeroasele sale avantaje.

În comparație cu NMOS, tehnologia CMOS este de calitate superioară. Mai ales, când vine vorba de caracteristicile sale, cum ar fi utilizarea puterii statice reduse și rezistența la zgomot, tehnologia CMOS conservă energia și nu produce căldură. Deși costisitoare, mulți oameni preferă tehnologia CMOS datorită compoziției sale complexe, ceea ce face dificilă pentru piața neagră fabricarea tehnologiei utilizate de CMOS.

Tehnologie CMOS și tehnologia NMOS împreună cu invertoarele sale, diferențele sunt discutate pe scurt în acest articol. Prin urmare, tehnologia CMOS este cea mai bună pentru proiectarea sistemului încorporat. Pentru o mai bună înțelegere a acestei tehnologii, vă rugăm să postați întrebările dvs. ca comentarii mai jos.