IC-Gerät-Technologien MOSFET

Technische Details

"CMOS" bezieht sich sowohl auf einen bestimmten Stil von digitalen Schaltungen Design, und die Familie von Prozessen verwendet werden, um die Schaltung auf integrierten Schaltungen umzusetzen (Chips). CMOS circuitry dissipates less power than logic families with resistive loads. CMOS-Schaltungen zerstreut weniger Strom als die Logik Familien mit ohmschen Lasten. Since this advantage has increased and grown more important, CMOS processes and variants have come to dominate, thus the vast majority of modern integrated circuit manufacturing is on CMOS processes. ^{[ citation needed ]} As of 2010, the CPUs with the best performance per watt each year have been CMOS static logic since 1976. Da dieser Vorteil hat zugenommen, und noch wichtiger geworden, CMOS-Prozesse und Varianten sind gekommen, um zu beherrschen, also die überwiegende Mehrheit der modernen integrierten Schaltung Herstellung basiert auf CMOS-Prozessen. ^{[ Bearbeiten 2010]} Wie der, der CPUs mit der besten Leistung pro Watt pro Jahr CMOS wurden statische Logik seit 1976.

CMOS circuits use a combination of p-type and n-type metal–oxide–semiconductor field-effect transistors (MOSFETs) to implement logic gates and other digital circuits found in computers , telecommunications equipment, and signal processing equipment. CMOS-Schaltungen verwenden eine Kombination von p-und n-Typ- Metall-Oxid-Halbleiter Feldeffekt-Transistoren (MOSFETs) zur Umsetzung der Logik-Gatter und andere digitale Schaltungen gefunden in Computern , Telekommunikations- Ausrüstung, und Signalverarbeitung Ausrüstung. Although CMOS logic can be implemented with discrete devices (for instance, in an introductory circuits class), typical commercial CMOS products are integrated circuits composed of millions (or hundreds of millions) of transistors of both types on a rectangular piece of silicon of between 0.1 and 4 square centimeters. ^{[ citation needed ]} These devices are commonly called "chips", although within the industry they are also referred to as "die" (singular) or "dice", "dies", or "die" (plural). Obwohl CMOS-Logik mit diskreten Bauelementen realisiert werden kann (z. B. in einem einleitenden Schaltungen Klasse), sind typisch für kommerzielle Produkte CMOS integrierten Schaltungen von Millionen komponiert (oder Hunderte von Millionen) der Transistoren der beiden Arten auf einem rechteckigen Stück Silizium zwischen 0,1 und 4 cm ². ^{[ Bearbeiten ]} Diese Geräte werden gewöhnlich als "Chips", obwohl in der Branche sind sie auch bezeichnet als "sterben" (Singular) oder "Würfel", "stirbt" oder "sterben" (Plural) .

Zusammensetzung

 

Das Grundprinzip CMOS-Schaltungen, die der Umsetzung ermöglicht es ihnen, Logik-Gatter ist die Verwendung von p-und n-Typ- Metall-Oxid-Halbleiter Feldeffekt-Transistoren auf Masse zu schaffen Wege, um die Ausgabe entweder aus der Spannungsquelle oder. When a path to output is created from the voltage source, the circuit is said to be pulled up. Wenn ein Pfad zum Ausgang wird von der Spannungsquelle angelegt, wird der Stromkreis sagte hochgezogen werden. The other circuit state occurs when a path to output is created from ground and the output pulled down to the ground potential. Die andere Schaltung Zustand tritt auf, wenn ein Pfad für die Ausgabe vom Boden erstellt und die Ausgabe nach unten gezogen, um das Massepotential.

Die Ausgabe erfolgt Inversion der Eingang

 

CMOS-Schaltungen sind, so dass alle PMOS Transistoren müssen entweder eine Eingabe von der Spannungsquelle oder von einem anderen PMOS-Transistor konstruiert haben. Similarly, all NMOS transistors must have either an input from ground or from another NMOS transistor. Ebenso müssen alle NMOS-Transistoren haben entweder einen Eingang vom Boden oder von einem anderen NMOS-Transistor. The composition of a PMOS transistor creates low resistance between its source and drain contacts when a low gate voltage is applied and high resistance when a high gate voltage is applied. Die Zusammensetzung eines PMOS-Transistors erzeugt niedrigen Widerstand zwischen den Source-und Drain-Kontakte, wenn eine niedrige Gate- Spannung anliegt und hohe Beständigkeit bei hohen Gate-Spannung angelegt wird. On the other hand, the composition of an NMOS transistor creates high resistance between source and drain when a low gate voltage is applied and low resistance when a high gate voltage is applied. Auf der anderen Seite schafft die Zusammensetzung eines NMOS-Transistors hohen Widerstand zwischen Source und Drain, wenn eine geringe Gate-Spannung angelegt wird und mit geringem Widerstand, wenn eine höhere Gate-Spannung angelegt wird.

The image on the right shows what happens when an input is connected to both a PMOS transistor (top of diagram) and an NMOS transistor (bottom of diagram). Das Bild rechts zeigt was passiert, wenn ein Input sowohl ein PMOS-Transistor (oben Diagramm) und ein NMOS-Transistor (unten im Diagramm) angeschlossen ist. When the voltage of input A is low, the NMOS transistor's channel is in a high resistance state. Wenn die Spannung der Eingang A gering ist, ist der NMOS-Transistor der Kanal in einem hohen Widerstand Staat. This limits the current that can flow from Q to ground. Dies begrenzt den Strom, der kann von Q auf Masse fließen. The PMOS transistor's channel is in a low resistance state and much more current can flow from the supply to the output. Der PMOS-Transistor Kanal befindet sich in einem Zustand mit geringem Widerstand und vieles mehr Strom kann von der Lieferung an den Ausgang fließen. Because the resistance between the supply voltage and Q is low, the voltage drop between the supply voltage and Q due to a current drawn from Q is small. Da der Widerstand zwischen der Versorgungsspannung und Q ist niedrig, der Spannungsabfall zwischen der Versorgungsspannung und Q durch eine Stromaufnahme von Q ist klein. The output therefore registers a high voltage. Der Ausgang Registern daher eine hohe Spannung.

On the other hand, when the voltage of input A is high, the PMOS transistor is in an off (high resistance) state so it would limit the current flowing from the positive supply to the output, while the NMOS transistor is in an on (low resistance) state, allowing the output to drain to ground. Auf der anderen Seite, wenn die Spannung von Eingang A ist hoch, ist der PMOS-Transistor in einem Off (hochohmig) Zustand so begrenzen würde der Strom von der positiven Versorgungsspannung an den Ausgang, während der NMOS-Transistor ist in einer auf ( mit geringem Widerstand), der es erlaubt die Ausgabe zu Boden entwässern. Because the resistance between Q and ground is low, the voltage drop due to a current drawn into Q placing Q above ground is small. Da der Widerstand zwischen Q und Boden niedrig ist, ist der Spannungsabfall aufgrund einer Stromaufnahme in Q Q Platzierung oberirdisch klein. This low drop results in the output registering a low voltage. Diese Low-Drop Ergebnisse in der Ausgabe der Registrierung einer niedrigen Spannung.

In short, the outputs of the PMOS and NMOS transistors are complementary such that when the input is low, the output is high, and when the input is high, the output is low. Kurz gesagt, die Ausgänge der PMOS und NMOS-Transistoren sind komplementär, so dass, wenn der Eingang ist niedrig, der Ausgang ist hoch, und wenn der Eingang ist hoch, ist der Ausgang niedrig. Because of this opposite behavior of input and output, the CMOS circuits' output is the inversion of the input. Wegen dieses Verhaltens gegenüber der Ein-und Ausgang, ist der CMOS-Schaltungen "Ausgang der Inversion des Eingangssignals.

Luis Fernando Cantor 19135529

Electronica De Estados Solidos seccion 1