Den mest populära MOSFET-teknik (halvledarteknik) som finns idag är CMOS-teknologin eller kompletterande MOS-teknik. CMOS-teknik är den ledande halvledarteknologin för ASIC, minnen, mikroprocessorer. Den största fördelen med CMOS-teknik jämfört med BIPOLAR- och NMOS-teknik är strömavledningen - när kretsen kopplas om släpps bara strömmen. Detta gör det möjligt att montera många CMOS-grindar på en integrerad krets än i bipolär och NMOS-teknik. Denna artikel diskuterar skillnaden mellan CMOS och NMOS-teknik.

Introduktion till IC-teknik

Kisel IC-teknik kan klassificeras i typer: Bipolär, en metalloxid halvledare och BiCMOS.

IC-teknik

Strukturen hos de bipolära transistorerna har PNP eller NPN. I dessa typer av transistorer kontrollerar den lilla mängden ström i det tjockare baslagret stora strömmar mellan sändaren och samlaren. Basströmmar begränsar integrationen av bipolära enheter.

En metalloxid-halvledare klassificeras vidare i olika tekniker under PMOS, NMOS och CMOS. Dessa enheter inkluderar en halvledare, oxid och en metallgrind. För närvarande används Polysilicon oftare som grind. När spänningen appliceras på grinden styr den strömmen mellan källan och avloppet. Eftersom de förbrukar mindre ström och MOS möjliggör högre integration.

BiCMOS-teknik använder både CMOS- och bipolära transistorer, dessa är integrerade på samma halvledarkrets. CMOS-teknik erbjuder hög I / P- och låg O / P-impedans, hög packningstäthet, symmetriska brusmarginaler och låg energiförlust. BiCMOS-tekniken har gjort det möjligt att kombinera bipolära enheter och CMOS-transistorer i en enda process till en rimlig kostnad för att uppnå högdensitetsintegrering av MOS-logik

Skillnaden mellan CMOS och NMOS-teknik

Skillnaden mellan CMOS-teknik och NMOS-teknik kan lätt differentieras med deras arbetsprinciper, fördelar och nackdelar som diskuterats.

CMOS-teknik

Kompletterande metalloxid-halvledare (CMOS-teknik) används för att konstruera IC: er och denna teknik används i digitala logikkretsar, mikroprocessorer, mikrokontroller och statiskt RAM. CMOS-teknik används också i flera analoga kretsar som dataomvandlare, bildsensorer och i högintegrerade sändtagare. De viktigaste funktionerna i CMOS-teknik är låg statisk energiförbrukning och hög ljudimmunitet.

“n-kanal power mosfet ”

Kompletterande metalloxid halvledare

CMOS (kompletterande metalloxid-halvledare) är ett batteridrivet halvledarchip som används för att lagra data i datorer. Dessa data sträcker sig från tidpunkten för systemtid och datum till maskinvaruinställningar för ett system för din dator. Det bästa exemplet på denna CMOS är ett knappcellsbatteri som används för att driva minnet i CMOS.

När ett par transistorer är i OFF-tillstånd drar kombinationen av serier endast betydande effekt vid växling mellan ON & OFF-tillstånd. Så, MOS-enheter genererar inte så mycket spillvärme som andra former av logik. Till exempel TTL ( Transistor-Transistor Logik ) eller MOS-logik, som normalt har viss ständig ström även när den inte ändrar tillstånd. Detta möjliggör en hög densitet av logiska funktioner på ett chip. Av denna anledning används denna teknik mest och implementeras i VLSI-marker.

CMOS-batteriets livstid

Den typiska livslängden för ett CMOS-batteri är ungefär tio år. Men detta kan förändras baserat på användning och miljö varhelst datorn finns. Om CMOS-batteriet skadas kan datorn inte behålla den exakta tiden annars datum när datorn stängs av. Till exempel, när datorn har slagits PÅ, kan datum och tid märkas som inställda till 12:00 PM och 1 januari 1990. Så detta fel anger huvudsakligen att batteriet i CMOS misslyckades.

CMOS-inverterare

För alla IC-tekniker vid utformning av digitala kretsar är grundelementet logikomvandlaren. När man väl har förstått driften av en inverterarkrets kan resultaten utvidgas till att utforma logiska grindar och komplexa kretsar.

CMOS-växelriktare är de mest använda MOSFET-växlarna, som används i chipdesign. Dessa växelriktare kan arbeta med hög hastighet och med mindre strömförlust. CMOS-omvandlaren har också goda logiska buffertkarakteristika. Den korta beskrivningen av växelriktarna ger en grundläggande förståelse för omformarens funktion. MOSFET-tillstånd vid olika i / p-spänningar och effektförluster på grund av elektrisk ström.

CMOS-inverterare

En CMOS-omformare har en PMOS- och en NMOS-transistor som är ansluten vid grind- och avloppsterminalerna, en spänningsmatning VDD vid PMOS-källterminalen och en GND ansluten vid NMOS-källterminalen, där Vin är ansluten till grindterminalerna och Vout är ansluten till avloppsterminalerna.

Det är viktigt att lägga märke till att CMOS inte har några motstånd, vilket gör den mer energieffektiv än en vanlig motstånd-MOSFET-inverter. Eftersom spänningen vid ingången till CMOS-enheten varierar mellan 0 och 5 volt, varierar tillståndet för NMOS och PMOS därefter. Om vi modellerar varje transistor som en enkel omkopplare aktiverad av Vin, kan växelriktarens funktioner ses mycket enkelt.

CMOS-fördelar

CMOS-transistorer använder elkraft effektivt.

Dessa enheter används i en rad applikationer med analoga kretsar som bildsensorer, datakonverterare etc. Fördelarna med CMOS-teknik jämfört med NMOS är följande.
Mycket låg statisk strömförbrukning
Minska kretsens komplexitet
Den höga densiteten hos logik fungerar på ett chip
Låg statisk strömförbrukning
Hög ljudimmunitet
När CMOS-transistorer ändras från ett tillstånd till ett annat använder de elektrisk ström.
Dessutom begränsar de gratis halvledarna o / p-spänningen genom att arbeta ömsesidigt. Resultatet är en design med låg effekt som ger mindre värme.
På grund av denna anledning har dessa transistorer förändrat andra tidigare konstruktioner som CCD i kamerasensorer såväl som de används i de flesta nuvarande processorer.

CMOS-applikationer

CMOS är en typ av chip som drivs via ett batteri som används för att lagra konfigurationen av en hårddisk samt andra data.

Vanligtvis tillhandahåller CMOS-chips RTC (realtidsklocka) såväl som CMOS-minne i en mikrokontroller såväl som en mikroprocessor.

NMOS-teknik

NMOS-logik använder MOSFET-n-typ för att fungera genom att skapa ett inversionsskikt i en p-typ-transistor. Detta skikt är känt som n-kanalskiktet som leder elektroner bland n-typ som käll- och avloppsterminaler. Denna kanal kan skapas genom att anbringa spänning mot den tredje terminalen, nämligen grindterminalen. I likhet med andra metalloxid-halvledarfält-effekt-transistorer, inkluderar nMOS-transistorer olika driftlägen som en cut-off, triod, mättnad och hastighetsmättnad.

Logikfamiljen för NMOS använder N-kanal MOSFETS. NMOS-enheter (N-kanal MOS) behöver en mindre chipregion för varje transistor jämfört med P-kanalanordningar, där NMOS ger en högre densitet. NMOS-logikfamiljen ger också hög hastighet på grund av laddningsbärarnas höga rörlighet inom N-kanalanordningar.

Så de flesta av mikroprocessorerna och MOS-enheterna använder NMOS-logik, annars är det vissa strukturella variationer som DMOS, HMOS, VMOS & DMOS för att minska förökningsfördröjningen.

“vad är en operationsförstärkare ”

NMOS är inget annat än en halvkanal halvledare med negativ kanal, det uttalas som en-moss. Det är en typ av halvledare som laddar negativt. Så att transistorer slås PÅ / AV av elektroners rörelse. Däremot fungerar Positiv kanal MOS -PMOS genom att flytta lediga elektroner. NMOS är snabbare än PMOS.

Halvledare för negativ kanalmetalloxid

Designen av NMOS kan göras genom två substrat som n-typ såväl som p-typ. I denna transistor är de flesta laddningsbärare elektroner. Vi vet att kombinationen av PMPS och NMOS kallas CMOS-teknik. Denna teknik använder huvudsakligen mindre energi för att fungera vid en liknande effekt och genererar låg ljudnivå under hela sin drift.

När en spänning ges till grindterminalen motiveras laddningsbärarna som hål i kroppen bort från grindterminalen. Detta gör det möjligt att konfigurera en kanal av n-typ mellan de två terminalerna som källa och avloppet och strömflödet kan ledas med elektroner från de två terminalerna från källan till avloppet med en inducerad kanal av n-typ.

NMOS transistor är väldigt lätt att designa såväl som tillverkning. Kretsarna som använder NMOS-logikgrindar förbrukar statisk effekt när kretsen är inaktiv. Eftersom likström levererar genom hela logikgrinden när utgången är låg.

NMOS-omvandlare

En växelriktarkrets o / ps en spänning som representerar motsatt logiknivå till dess i / p. NMOS-växelriktardiagrammet visas nedan som är konstruerat med användning av en enda NMOS-transistor kopplad till en transistor.

NMOS-omvandlare

Skillnad mellan NMOS och CMOS

Skillnaden mellan NMOS och CMOS diskuteras i tabellform.

CMOS	NMOS “li ion batteriladdningskrets ”
CMOS står för komplementär metalloxid-halvledare	NMOS står för N-typ metalloxid halvledare
Denna teknik används för att göra IC: er som används i olika applikationer som batterier, elektroniska komponenter, bildsensorer, digitalkameror.	NMOS-teknik används för att skapa logiska grindar samt digitala kretsar
CMOS använder symmetriska såväl som kompletterande par MOSFETs som p-typ och M-typ MOSFET för drift av logiska funktioner	Manövreringen av NMOS-transistorn kan göras genom att skapa ett inversionsskikt i en p-typ transistorkropp
Driftlägena för CMOS ackumuleras som utarmning och inversion	NMOS har fyra lägen för operationer som simulerar andra typer av MOSFETs som en cut-off, triod, mättnad och hastighetsmättnad.
CMOS-egenskaperna är låg statisk energiförbrukning samt hög ljudimmunitet och.	NMOS-transistoregenskaperna är att när spänningen ökar på den övre elektroden kommer elektronens attraktion att vara där mot ytan. Vid ett specifikt spänningsområde, som vi snart kommer att beskriva som tröskelspänningen, där elektronens densitet på utsidan kommer att överstiga hålens densitet.
CMOS används i digitala logikkretsar, mikroprocessorer, SRAM (statisk RAM) och mikrokontroller	NMOS används för att implementera såväl digitala kretsar som logiska grindar.
CMOS-logiknivån är 0 / 5V	NMOS-logiknivån beror huvudsakligen på beta-förhållandet samt på dåliga brusmarginaler
Sändningstiden för CMOS är t_Jag= t_f	Sändningstiden för CMOS är t_Jag> t_f
Layout av CMOS är mer regelbunden	Layouten för NMOS är oregelbunden
Last- eller drivförhållande för CMOS är 1: 1/2: 1	Last- eller drivförhållande för NMOS är 4: 1
Förpackningstätheten är mindre, 2N-enhet för N-ingångar	Förpackningstätheten är tätare, N + 1-enhet för N-ingångar
Strömförsörjningen kan ändras från 1,5 till 15V VIH / VIL, en fast del av VDD	Strömförsörjningen är fast baserad på VDD
Överföringsgrinden för CMOS passerar båda logiken bra	Bara passera '0', väl passera '1' kommer att ha V_Tsläppa
Förladdningsschemat för CMOS är, för båda n & p är tillgängliga för förladdningsbussen till V._DD/ V_SS	Enkelt laddar från V_DDtill V_Tutom använda bootstrapping
Strömförlusten är noll i standby	I NMOS, när utgången är '0', försvinner strömmen

Varför CMOS-teknik är att föredra framför NMOS-teknik

CMOS står för Complementary Metal-Oxide-Semiconductor. Å andra sidan är NMOS en metalloxid halvledare MOS eller MOSFET (metall-oxid-halvledare fält-effekt transistor ). Det här är två logiska familjer, där CMOS använder både PMOS- och MOS-transistorer för design och NMOS endast använder FET för design. CMOS väljs framför NMOS för inbäddad systemdesign . Eftersom CMOS förökar både logik o och 1, medan NMOS bara förökar logik 1 som är VDD. O / P efter att ha passerat genom en skulle NMOS-grinden vara VDD-Vt. Därför föredras CMOS-teknik.

I CMOS-logikgrindar är en uppsättning MOSFET-n-typ placerad i ett neddragningsnätverk mellan lågspänningsförsörjningsskenan och utgången. I stället för belastningsmotståndet för NMOS-logikgrindar har CMOS-logikgrindar en samling P-typ MOSFET i ett uppdragningsnätverk mellan högspänningsskenan och utgången. Därför, om båda transistorerna har sina grindar anslutna till samma ingång, kommer MOSFET av p-typ att vara på när MOSFET av n-typ är av, och vice versa.

CMOS och NMOS båda inspirerade av tillväxten inom digital teknik, som används för att konstruera de integrerade kretsarna. Både CMOS och NMOS används i många digitala logikkretsar och funktioner, statiskt RAM-minne och mikroprocessorer. Dessa används som datakonverterare och bildsensorer för analoga kretsar och används också i trans-receptorer för många lägen för telefonkommunikation. Medan både CMOS och NMOS har samma funktion som transistorer för både analoga och digitala kretsar, men många väljer fortfarande CMOS-tekniken framför den senare för sina många fördelar.

Jämfört med NMOS har CMOS-tekniken högsta kvalitet. Speciellt när det gäller funktioner som lågstatiskt energianvändning och brusmotstånd sparar CMOS-teknik energi och den producerar inte värme. Även om det är dyrt föredrar många människor CMOS-teknik på grund av dess komplexa sammansättning, vilket gör det svårt för den svarta marknaden att tillverka den teknik som används av CMOS.

De CMOS-teknik och NMOS-teknik tillsammans med dess växelriktare diskuteras kortfattat i denna artikel. Därför är CMOS-teknik bäst för inbyggd systemdesign. För en bättre förståelse för denna teknik, vänligen lägg upp dina frågor som dina kommentarer nedan.