Die beliebtesten MOSFET-Technologie (Halbleitertechnologie) Heute verfügbar ist die CMOS-Technologie oder die komplementäre MOS-Technologie. Die CMOS-Technologie ist die führende Halbleitertechnologie für ASICs, Speicher und Mikroprozessoren. Der Hauptvorteil der CMOS-Technologie gegenüber der BIPOLAR- und NMOS-Technologie ist die Verlustleistung - wenn die Schaltung geschaltet wird, geht nur die Verlustleistung verloren. Dies ermöglicht die Anpassung vieler CMOS-Gatter an eine integrierte Schaltung als bei der Bipolar- und NMOS-Technologie. Dieser Artikel beschreibt den Unterschied zwischen CMOS- und NMOS-Technologie.

Einführung in die IC-Technologie

Silizium IC-Technologie kann in Typen eingeteilt werden: Bipolar, ein Metalloxid-Halbleiter und BiCMOS.

IC-Technologie

Die Struktur der Bipolartransistoren weist PNP oder NPN auf. In diesen Arten von Transistoren Die geringe Strommenge in der dickeren Basisschicht steuert große Ströme zwischen Emitter und Kollektor. Basisströme begrenzen die Integrationsdichte der bipolaren Bauelemente.

Ein Metalloxid-Halbleiter wird unter PMOS, NMOS und CMOS weiter in verschiedene Technologien eingeteilt. Diese Vorrichtungen umfassen einen Halbleiter, ein Oxid und ein Metallgatter. Derzeit wird Polysilicium häufiger als Gate verwendet. Wenn die Spannung an das Gate angelegt wird, steuert sie den Strom zwischen Source und Drain. Da sie weniger Strom verbrauchen und MOS eine höhere Integration ermöglicht.

BiCMOS-Technologie verwendet sowohl CMOS- als auch Bipolartransistoren, die auf demselben Halbleiterchip integriert sind. Die CMOS-Technologie bietet eine hohe I / P- und niedrige O / P-Impedanz, eine hohe Packungsdichte, symmetrische Rauschabstände und eine geringe Verlustleistung. Die BiCMOS-Technologie hat es ermöglicht, bipolare Bauelemente und CMOS-Transistoren in einem einzigen Prozess zu angemessenen Kosten zu kombinieren, um die Integration der MOS-Logik mit hoher Dichte zu erreichen

Der Unterschied zwischen CMOS- und NMOS-Technologie

Der Unterschied zwischen CMOS-Technologie und NMOS-Technologie kann leicht anhand ihrer Arbeitsprinzipien, Vor- und Nachteile unterschieden werden.

CMOS-Technologie

Komplementärer Metalloxid-Halbleiter (CMOS-Technologie) wird zum Aufbau von ICs verwendet, und diese Technologie wird in digitalen Logikschaltungen, Mikroprozessoren, Mikrocontrollern und statischem RAM verwendet. Die CMOS-Technologie wird auch in mehreren analogen Schaltkreisen wie Datenkonvertern, Bildsensoren und in hochintegrierten Transceivern verwendet. Die Hauptmerkmale der CMOS-Technologie sind ein geringer statischer Stromverbrauch und eine hohe Störfestigkeit.

“ein Analog-Digital-Wandler-Chip ”

Komplementärer Metalloxidhalbleiter

CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) ist ein batteriebetriebener Onboard-Halbleiterchip, mit dem die Daten in Computern gespeichert werden. Diese Daten reichen von der Uhrzeit und dem Datum des Systems bis zu den Hardwareeinstellungen eines Systems für Ihren Computer. Das beste Beispiel für dieses CMOS ist eine Knopfzellenbatterie, mit der der Speicher des CMOS mit Strom versorgt wird.

Wenn sich einige Transistoren im AUS-Zustand befinden, verbraucht die Reihenkombination nur beim Umschalten zwischen EIN- und AUS-Zustand erhebliche Leistung. MOS-Bauelemente erzeugen also nicht so viel Abwärme wie andere Formen der Logik. Zum Beispiel TTL ( Transistor-Transistor-Logik ) oder MOS-Logik, die normalerweise einen gewissen Stehstrom hat, auch wenn sich der Zustand nicht ändert. Dies ermöglicht eine hohe Dichte an Logikfunktionen auf einem Chip. Aus diesem Grund wird diese Technologie am häufigsten verwendet und in VLSI-Chips implementiert.

Die Lebensdauer der CMOS-Batterie

Die typische Lebensdauer einer CMOS-Batterie beträgt ca. 10 Jahre. Dies kann sich jedoch je nach Auslastung und Umgebung ändern, in der sich der Computer befindet. Wenn die CMOS-Batterie beschädigt ist, kann der Computer die genaue Uhrzeit nicht beibehalten, andernfalls das Datum, an dem der Computer ausgeschaltet wird. Wenn beispielsweise der Computer eingeschaltet ist, können Datum und Uhrzeit wie auf 12:00 Uhr und den 1. Januar 1990 eingestellt festgestellt werden. Dieser Fehler gibt also hauptsächlich an, dass die Batterie des CMOS ausgefallen ist.

CMOS-Wechselrichter

Für jede IC-Technologie beim Entwurf digitaler Schaltungen ist das Grundelement der Logikinverter. Sobald die Funktionsweise einer Wechselrichterschaltung sorgfältig verstanden wurde, können die Ergebnisse auf den Entwurf der Logikgatter und komplexen Schaltungen ausgedehnt werden.

CMOS-Inverter sind die am häufigsten verwendeten MOSFET-Inverter, die im Chipdesign verwendet werden. Diese Wechselrichter können mit hoher Geschwindigkeit und geringerem Leistungsverlust betrieben werden. Der CMOS-Inverter weist auch gute Logikpuffereigenschaften auf. Die kurze Beschreibung der Wechselrichter vermittelt ein grundlegendes Verständnis der Funktionsweise des Wechselrichters. MOSFET-Zustände bei unterschiedlichen I / P-Spannungen und Leistungsverlusten aufgrund von elektrischem Strom.

CMOS-Wechselrichter

Ein CMOS-Inverter hat ein PMOS und einen NMOS-Transistor, die an den Gate- und Drain-Anschlüssen angeschlossen sind, einen Spannungsversorgungs-VDD am PMOS-Source-Anschluss und einen GND, der am NMOS-Source-Anschluss angeschlossen ist, wobei Vin mit den Gate-Anschlüssen und Vout verbunden ist ist an die Abflussklemmen angeschlossen.

Es ist wichtig zu beachten, dass das CMOS keine Widerstände hat, was es energieeffizienter macht als ein normaler Widerstands-MOSFET-Wechselrichter. Da die Spannung am Eingang der CMOS-Vorrichtung zwischen 0 und 5 Volt variiert, ändert sich der Zustand des NMOS und des PMOS entsprechend. Wenn wir jeden Transistor als einfachen Schalter modellieren, der von Vin aktiviert wird, kann der Betrieb des Wechselrichters sehr leicht gesehen werden.

CMOS-Vorteile

CMOS-Transistoren nutzen elektrische Energie effizient.

Diese Geräte werden in einer Reihe von Anwendungen mit analogen Schaltungen wie Bildsensoren, Datenkonvertern usw. verwendet. Die Vorteile der CMOS-Technologie gegenüber NMOS sind wie folgt.
Sehr geringer statischer Stromverbrauch
Reduzieren Sie die Komplexität der Schaltung
Die hohe Dichte der Logik funktioniert auf einem Chip
Geringer statischer Stromverbrauch
Hohe Störfestigkeit
Wenn CMOS-Transistoren von einem Zustand in einen anderen wechseln, verbrauchen sie elektrischen Strom.
Zusätzlich begrenzen die komplementären Halbleiter die O / P-Spannung, indem sie gegenseitig arbeiten. Das Ergebnis ist ein stromsparendes Design, das weniger Wärme liefert.
Aus diesem Grund haben diese Transistoren andere frühere Designs wie CCDs in Kamerasensoren geändert und werden in den meisten aktuellen Prozessoren verwendet.

CMOS-Anwendungen

Das CMOS ist eine Art Chip, der über eine Batterie mit Strom versorgt wird, in der die Konfiguration einer Festplatte sowie andere Daten gespeichert werden.

Normalerweise stellen CMOS-Chips RTC (Echtzeituhr) sowie CMOS-Speicher in einem Mikrocontroller sowie einem Mikroprozessor bereit.

NMOS-Technologie

Die NMOS-Logik verwendet n-Typ-MOSFETs, um durch Erzeugen einer Inversionsschicht innerhalb eines p-Typ-Transistors zu arbeiten. Diese Schicht ist als n-Kanal-Schicht bekannt, die Elektronen zwischen n-artigen Source- und Drain-Anschlüssen leitet. Dieser Kanal kann durch Anlegen einer Spannung an den 3. Anschluss, nämlich den Gate-Anschluss, erzeugt werden. Ähnlich wie andere Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren umfassen nMOS-Transistoren verschiedene Betriebsmodi wie Abschaltung, Triode, Sättigung und Geschwindigkeitssättigung.

Die Logikfamilie von NMOS verwendet N-Kanal-MOSFETs. NMOS-Bauelemente (N-Kanal-MOS) benötigen für jeden Transistor einen kleineren Chipbereich als P-Kanal-Bauelemente, bei denen NMOS eine höhere Dichte ergibt. Die NMOS-Logikfamilie bietet aufgrund der hohen Mobilität der Ladungsträger in N-Kanal-Bauelementen ebenfalls eine hohe Geschwindigkeit.

Daher verwenden die meisten Mikroprozessoren und MOS-Geräte NMOS-Logik, ansonsten einige strukturelle Variationen wie DMOS, HMOS, VMOS und DMOS, um die Ausbreitungsverzögerung zu verringern.

NMOS ist nichts anderes als ein Metalloxid-Halbleiter mit negativem Kanal, der als en-moos ausgesprochen wird. Es ist eine Art Halbleiter, der sich negativ auflädt. Damit werden Transistoren durch die Bewegung von Elektronen ein- und ausgeschaltet. Im Gegensatz dazu arbeitet der Positivkanal-MOS-PMOS durch Verschieben von Elektronenleerstellen. NMOS ist schneller als PMOS.

“Was ist ein drahtloser Transceiver? ”

Metalloxid-Halbleiter mit negativem Kanal

Das Design von NMOS kann über zwei Substrate wie den n-Typ sowie den p-Typ erfolgen. In diesem Transistor sind die meisten Ladungsträger Elektronen. Wir wissen, dass die Kombination von PMPS und NMOS als CMOS-Technologie bezeichnet wird. Diese Technologie verbraucht hauptsächlich weniger Energie für den Betrieb mit einem ähnlichen Ausgang und erzeugt während des gesamten Betriebs ein geringes Rauschen.

Sobald eine Spannung an den Gate-Anschluss angelegt wird, werden die Ladungsträger wie Löcher im Körper vom Gate-Anschluss weg motiviert. Dies ermöglicht die Konfiguration eines Kanals vom n-Typ zwischen den beiden Anschlüssen wie Source und Drain, und der Stromfluss kann unter Verwendung von Elektronen von den beiden Anschlüssen von Source zu Drain unter Verwendung eines induzierten Kanals vom n-Typ geleitet werden.

Der NMOS-Transistor ist sehr einfach zu konstruieren und herzustellen. Die Schaltungen, die NMOS-Logikgatter verwenden, verbrauchen statische Energie, sobald die Schaltung inaktiv ist. Da Gleichstrom durch das Logikgatter fließt, sobald der Ausgang niedrig ist.

NMOS Wechselrichter

Eine Wechselrichterschaltung hat eine Spannung, die den entgegengesetzten Logikpegel zu ihrem I / P darstellt. Das NMOS-Inverterdiagramm ist unten gezeigt, das unter Verwendung eines einzelnen NMOS-Transistors aufgebaut ist, der mit einem Transistor gekoppelt ist.

NMOS Wechselrichter

Unterschied zwischen NMOS und CMOS

Der Unterschied zwischen NMOS und CMOS wird in tabellarischer Form diskutiert.

CMOS	NMOS “Schaltplan des digitalen Volt Amperemeters ”
CMOS steht für Complementary Metal-Oxide-Semiconductor	NMOS steht für Metalloxidhalbleiter vom N-Typ
Diese Technologie wird verwendet, um ICs herzustellen, die in verschiedenen Anwendungen wie Batterien, elektronischen Komponenten, Bildsensoren und Digitalkameras verwendet werden.	Die NMOS-Technologie wird verwendet, um Logikgatter sowie digitale Schaltungen herzustellen
CMOS verwendet sowohl symmetrische als auch komplementäre Paare von MOSFETs wie MOSFETs vom p-Typ und n-Typ für den Betrieb von Logikfunktionen	Der Betrieb des NMOS-Transistors kann durch Herstellen einer Inversionsschicht innerhalb eines Transistorkörpers vom p-Typ erfolgen
Die Betriebsarten von CMOS sind Akkumulation wie Verarmung und Inversion	NMOS verfügt über vier Betriebsmodi, die andere Arten von MOSFETs simulieren, z. B. Cut-Off, Triode, Sättigung und Geschwindigkeitssättigung.
Die CMOS-Eigenschaften sind ein geringer statischer Stromverbrauch sowie eine hohe Störfestigkeit und.	Die NMOS-Transistoreigenschaften sind, wenn die Spannung an der oberen Elektrode ansteigt, dass die Elektronenanziehung dort zur Oberfläche hin erfolgt. In einem bestimmten Spannungsbereich, den wir kurz wie die Schwellenspannung beschreiben werden, wobei die Elektronendichte an der Außenseite die Dichte der Löcher überschreitet.
CMOS wird in digitalen Logikschaltungen, Mikroprozessoren, SRAM (Static RAM) und Mikrocontrollern verwendet	NMOS wird verwendet, um digitale Schaltungen sowie Logikgatter zu implementieren.
Der CMOS-Logikpegel beträgt 0 / 5V	Der NMOS-Logikpegel hängt hauptsächlich vom Beta-Verhältnis sowie von schlechten Rauschmargen ab
Die Übertragungszeit von CMOS beträgt t_ich= t_f	Die Übertragungszeit von CMOS beträgt t_ich> t_f
Das Layout des CMOS ist regelmäßiger	Das Layout von NMOS ist unregelmäßig
Das Last- oder Antriebsverhältnis des CMOS beträgt 1: 1/2: 1	Das Last- oder Antriebsverhältnis von NMOS beträgt 4: 1
Packungsdichte ist geringer, 2N Gerät für N-Eingänge	Die Packungsdichte ist dichter, N + 1 Gerät für N-Eingänge
Die Stromversorgung kann sich von 1,5 auf 15 V VIH / VIL ändern, ein fester Anteil von VDD	Die Stromversorgung basiert auf VDD
Das Übertragungsgatter des CMOS wird beide Logik gut passieren	Nur Pass '0', gut Pass '1' hat V._T.fallen
Das Vorladeschema des CMOS ist, da sowohl n als auch p für den Vorladebus nach V zugänglich sind_DD/ V._SS	Einfach von V aufladen_DDzu V._T.außer Bootstrapping verwenden
Die Verlustleistung ist im Standby-Modus Null	Wenn in NMOS der Ausgang '0' ist, geht die Leistung verloren

Warum die CMOS-Technologie der NMOS-Technologie vorgezogen wird

CMOS steht für Complementary Metal-Oxide-Semiconductor. Andererseits ist NMOS ein Metalloxidhalbleiter-MOS oder MOSFET (Metalloxid-Halbleiter) Feldeffekttransistor ). Dies sind zwei Logikfamilien, bei denen CMOS sowohl PMOS- als auch MOS-Transistoren für den Entwurf verwendet und NMOS nur FETs für den Entwurf verwendet. CMOS wird gegenüber NMOS für gewählt Design eingebetteter Systeme . Weil CMOS sowohl Logik o als auch 1 weitergibt, während NMOS nur Logik 1 weitergibt, die VDD ist. Das O / P nach dem Durchgang durch eins wäre das NMOS-Gatter VDD-Vt. Daher wird die CMOS-Technologie bevorzugt.

In CMOS-Logikgattern ist ein Satz von n-Typ-MOSFETs in einem Pulldown-Netzwerk zwischen der Niederspannungs-Stromversorgungsschiene und dem Ausgang positioniert. Anstelle des Lastwiderstands von NMOS-Logikgattern weisen CMOS-Logikgatter eine Sammlung von P-Typ-MOSFETs in einem Pull-up-Netzwerk zwischen der Hochspannungsschiene und dem Ausgang auf. Wenn daher beide Gates ihre Gates an denselben Eingang angeschlossen haben, ist der p-Typ-MOSFET eingeschaltet, wenn der n-Typ-MOSFET ausgeschaltet ist, und umgekehrt.

CMOS und NMOS sind beide vom Wachstum der digitalen Technologien inspiriert, die zum Aufbau der integrierten Schaltkreise verwendet werden. Sowohl CMOS als auch NMOS werden in vielen verwendet digitale Logikschaltungen und Funktionen, statisches RAM und Mikroprozessoren. Diese werden als Datenkonverter und Bildsensoren für analoge Schaltungen und auch in Transrezeptoren für viele Arten der Telefonkommunikation verwendet. Während sowohl CMOS als auch NMOS die gleiche Funktion wie Transistoren für analoge und digitale Schaltungen haben, entscheiden sich viele Menschen aufgrund ihrer vielen Vorteile immer noch für die CMOS-Technologie gegenüber letzterer.

Im Vergleich zum NMOS ist die CMOS-Technologie von höchster Qualität. Insbesondere wenn es um Funktionen wie geringe statische Auslastung und Rauschbeständigkeit geht, spart die CMOS-Technologie Energie und erzeugt keine Wärme. Obwohl teuer, bevorzugen viele Menschen die CMOS-Technologie aufgrund ihrer komplexen Zusammensetzung, die es dem Schwarzmarkt schwer macht, die vom CMOS verwendete Technologie herzustellen.

Das CMOS-Technologie und NMOS-Technologie zusammen mit ihren Wechselrichtern werden Unterschiede in diesem Artikel kurz erläutert. Daher eignet sich die CMOS-Technologie am besten für das Design eingebetteter Systeme. Zum besseren Verständnis dieser Technologie veröffentlichen Sie Ihre Fragen bitte als Ihre Kommentare unten.