Il più popolare Tecnologia MOSFET (tecnologia dei semiconduttori) oggi disponibile è la tecnologia CMOS o tecnologia MOS complementare. La tecnologia CMOS è la tecnologia leader dei semiconduttori per ASIC, memorie, microprocessori. Il vantaggio principale della tecnologia CMOS rispetto alla tecnologia BIPOLAR e NMOS è la dissipazione di potenza: quando il circuito viene commutato, solo la potenza si dissipa. Ciò consente di montare molte porte CMOS su un circuito integrato rispetto alla tecnologia Bipolare e NMOS. Questo articolo discute la differenza tra la tecnologia CMOS e NMOS.

Introduzione alla tecnologia IC

Silicio Tecnologia IC possono essere classificati in tipi: bipolare, semiconduttore di ossido di metallo e BiCMOS.

Tecnologia IC

La struttura dei transistor bipolari ha PNP o NPN. In questi tipi di transistor , la piccola quantità di corrente nello strato di base più spesso controlla le grandi correnti tra l'emettitore e il collettore. Le correnti di base limitano la densità di integrazione dei dispositivi bipolari.

Un semiconduttore di ossido di metallo è ulteriormente classificato in diverse tecnologie in PMOS, NMOS e CMOS. Questi dispositivi includono un semiconduttore, un ossido e un gate di metallo. Attualmente, il polisilicio è più comunemente usato come gate. Quando la tensione viene applicata al gate, controlla la corrente tra la sorgente e lo scarico. Poiché consumano meno energia e MOS consente una maggiore integrazione.

Tecnologia BiCMOS impiega transistor CMOS e bipolari, questi sono integrati sullo stesso chip semiconduttore. La tecnologia CMOS offre alta impedenza I / P e bassa O / P, alta densità di impacchettamento, margini di rumore simmetrici e bassa dissipazione di potenza. La tecnologia BiCMOS ha reso possibile combinare dispositivi bipolari e transistor CMOS in un unico processo a un costo ragionevole per ottenere l'integrazione ad alta densità della logica MOS

La differenza tra la tecnologia CMOS e NMOS

La differenza tra la tecnologia CMOS e la tecnologia NMOS può essere facilmente differenziata con i loro principi di funzionamento, vantaggi e svantaggi come discusso.

Tecnologia CMOS

Semiconduttore di ossido di metallo complementare (tecnologia CMOS) viene utilizzato per costruire circuiti integrati e questa tecnologia viene utilizzata in circuiti logici digitali, microprocessori, microcontrollori e RAM statica. La tecnologia CMOS viene utilizzata anche in diversi circuiti analogici come convertitori di dati, sensori di immagini e ricetrasmettitori altamente integrati. Le caratteristiche principali della tecnologia CMOS sono il basso consumo di energia statica e l'elevata immunità ai disturbi.

“Vantaggi e svantaggi della pompa peristaltica ”

Semiconduttore complementare ossido di metallo

CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) è un chip semiconduttore a bordo alimentato a batteria utilizzato per memorizzare i dati all'interno dei computer. Questi dati vanno dall'ora e dalla data del sistema alle impostazioni hardware di un sistema per il computer. Il miglior esempio di questo CMOS è una batteria a bottone utilizzata per alimentare la memoria del CMOS.

Quando una coppia di transistor è in condizione OFF, la combinazione di serie assorbe una potenza significativa solo durante la commutazione tra gli stati ON e OFF. Quindi, i dispositivi MOS non generano tanto calore di scarto quanto altre forme di logica. Ad esempio, TTL ( Logica transistor-transistor ) o logica MOS, che normalmente hanno una certa corrente stazionaria anche quando non cambiano stato. Ciò consente un'elevata densità di funzioni logiche su un chip. Per questo motivo, questa tecnologia è la più utilizzata ed è implementata nei chip VLSI.

La durata della batteria CMOS

La durata tipica di una batteria CMOS è di circa 10 anni. Tuttavia, questo può cambiare in base all'utilizzo e all'ambiente in cui si trova il computer. Se la batteria CMOS si danneggia, il computer non può mantenere l'ora esatta, altrimenti la data una volta spento il computer. Ad esempio, una volta acceso il computer, la data e l'ora possono essere visualizzate come impostate su 12:00 P.M e 1 gennaio 1990. Quindi, questo errore specifica principalmente che la batteria del CMOS è guasta.

Inverter CMOS

Per qualsiasi tecnologia IC nella progettazione di circuiti digitali, l'elemento base è l'inverter logico. Una volta compreso con attenzione il funzionamento di un circuito inverter, i risultati possono essere estesi alla progettazione delle porte logiche e dei circuiti complessi.

Gli inverter CMOS sono gli inverter MOSFET più utilizzati, che vengono utilizzati nella progettazione di chip. Questi inverter possono funzionare ad alta velocità e con una minore perdita di potenza. Inoltre, l'inverter CMOS ha buone caratteristiche di buffer logico. La breve descrizione degli inverter fornisce una comprensione di base del funzionamento dell'inverter. Stati MOSFET a diverse tensioni i / p e perdite di potenza dovute alla corrente elettrica.

Inverter CMOS

Un inverter CMOS ha un transistor PMOS e NMOS che è collegato ai terminali di gate e drain, un'alimentazione di tensione VDD al terminale di sorgente PMOS e un GND collegato al terminale di sorgente NMOS, dove Vin è collegato ai terminali di gate e Vout è collegato ai terminali di scarico.

È importante notare che il CMOS non ha resistori, il che lo rende più efficiente dal punto di vista energetico rispetto a un normale inverter a resistenza-MOSFET. Poiché la tensione all'ingresso del dispositivo CMOS varia tra 0 e 5 volt, lo stato di NMOS e PMOS varia di conseguenza. Se modelliamo ogni transistor come un semplice interruttore attivato da Vin, le operazioni dell'inverter possono essere viste molto facilmente.

Vantaggi CMOS

I transistor CMOS utilizzano l'energia elettrica in modo efficiente.

Questi dispositivi vengono utilizzati in una vasta gamma di applicazioni con circuiti analogici come sensori di immagine, convertitori di dati, ecc. I vantaggi della tecnologia CMOS rispetto a NMOS sono i seguenti.
Consumo energetico statico molto basso
Riduci la complessità del circuito
L'elevata densità di funzioni logiche su un chip
Basso consumo di energia statica
Elevata immunità ai disturbi
Quando i transistor CMOS cambiano da una condizione all'altra, utilizzano corrente elettrica.
Inoltre, i semiconduttori complementari limitano la tensione o / p lavorando reciprocamente. Il risultato è un design a bassa potenza che fornisce meno calore.
Per questo motivo, questi transistor hanno modificato altri progetti precedenti come i CCD nei sensori delle fotocamere e utilizzati nella maggior parte dei processori attuali.

Applicazioni CMOS

Il CMOS è un tipo di chip, alimentato da una batteria utilizzata per memorizzare la configurazione di un disco rigido e altri dati.

Di solito, i chip CMOS forniscono RTC (orologio in tempo reale) e memoria CMOS all'interno di un microcontrollore e di un microprocessore.

Tecnologia NMOS

La logica NMOS utilizza MOSFET di tipo n per operare creando uno strato di inversione all'interno di un transistor di tipo p. Questo strato è noto come strato a canale n che conduce gli elettroni tra terminali di sorgente e di drenaggio di tipo n. Questo canale può essere creato applicando tensione verso il 3 ° terminale, cioè il terminale di gate. Simile ad altri transistor a effetto di campo a semiconduttore di ossido di metallo, i transistor nMOS includono diverse modalità operative come cut-off, triodo, saturazione e saturazione della velocità.

La famiglia logica di NMOS utilizza MOSFET a canale N. I dispositivi NMOS (MOS a canale N) necessitano di una regione del chip più piccola per ciascun transistor rispetto ai dispositivi a canale P, dove NMOS fornisce una densità maggiore. La famiglia di logica NMOS offre anche un'elevata velocità a causa dell'elevata mobilità dei portatori di carica all'interno dei dispositivi a canale N.

Quindi, la maggior parte dei microprocessori e dei dispositivi MOS utilizzano la logica NMOS altrimenti alcune variazioni strutturali come DMOS, HMOS, VMOS e DMOS per ridurre il ritardo di propagazione.

NMOS non è altro che un semiconduttore di ossido di metallo a canale negativo che si pronuncia come en-moss. È un tipo di semiconduttore che si carica negativamente. In modo che i transistor vengano attivati / disattivati dal movimento degli elettroni. Al contrario, MOS -PMOS a canale positivo funziona spostando le vacanze di elettroni. NMOS è più veloce di PMOS.

“come realizzare un regolatore di velocità per il motore ”

Semiconduttore all'ossido di metallo a canale negativo

La progettazione di NMOS può essere eseguita attraverso due substrati come tipo n e tipo p. In questo transistor, la maggior parte dei portatori di carica sono elettroni. Sappiamo che la combinazione di PMPS e NMOS si chiama tecnologia CMOS. Questa tecnologia utilizza principalmente meno energia per funzionare con un'uscita simile e genera una bassa rumorosità durante il suo funzionamento.

Una volta che viene fornita una tensione al terminale di gate, i portatori di carica come fori all'interno del corpo vengono allontanati dal terminale di gate. Ciò consente la configurazione di un canale di tipo n tra i due terminali come sorgente e drenaggio e il flusso di corrente può essere condotto utilizzando elettroni dai due terminali dalla sorgente allo scarico utilizzando un canale di tipo n indotto.

Il transistor NMOS è molto facile da progettare e da produrre. I circuiti che utilizzano porte logiche NMOS consumano energia statica una volta che il circuito è inattivo. Poiché la corrente CC viene fornita attraverso la porta logica una volta che l'uscita è bassa.

Inverter NMOS

Un circuito invertitore o / ps una tensione che rappresenta il livello logico opposto al suo i / p. Di seguito è mostrato lo schema dell'inverter NMOS, costruito utilizzando un singolo transistor NMOS accoppiato con un transistor.

Inverter NMOS

Differenza tra NMOS e CMOS

La differenza tra NMOS e CMOS è discussa in forma tabulare.

CMOS	NMOS “schema elettrico del caricabatteria inverter ”
CMOS sta per Complementary metal-oxide-semiconductor	NMOS sta per semiconduttore di ossido di metallo di tipo N.
Questa tecnologia viene utilizzata per realizzare circuiti integrati che vengono utilizzati in diverse applicazioni come batterie, componenti elettronici, sensori di immagine, fotocamere digitali.	La tecnologia NMOS viene utilizzata per realizzare porte logiche e circuiti digitali
CMOS impiega coppie simmetriche e complementari di MOSFET come MOSFET di tipo p e di tipo n per il funzionamento delle funzioni logiche	Il funzionamento del transistor NMOS può essere effettuato creando uno strato di inversione all'interno di un corpo di transistor di tipo p
Le modalità di funzionamento del CMOS sono l'accumulo come l'esaurimento e l'inversione	NMOS ha quattro modalità di funzionamento che simulano altri tipi di MOSFET come cut-off, triodo, saturazione e saturazione della velocità.
Le caratteristiche CMOS sono il basso consumo di energia statica e l'elevata immunità ai disturbi e.	Le caratteristiche del transistor NMOS sono, quando la tensione aumenta sull'elettrodo superiore, l'attrazione degli elettroni sarà lì verso la superficie. A un intervallo di tensione specifico, che descriveremo brevemente come la tensione di soglia, dove la densità dell'elettrone all'esterno supererà la densità dei buchi.
CMOS è utilizzato in circuiti logici digitali, microprocessori, SRAM (RAM statica) e microcontrollori	NMOS viene utilizzato per implementare circuiti digitali e porte logiche.
Il livello logico CMOS è 0 / 5V	Il livello logico NMOS dipende principalmente dal rapporto beta e dai bassi margini di rumore
Il tempo di trasmissione del CMOS è t_io= t_f	Il tempo di trasmissione del CMOS è t_io> t_f
Il layout di CMOS è più regolare	Il layout di NMOS è irregolare
Il rapporto di carico o di trasmissione del CMOS è 1: 1/2: 1	Il rapporto di carico o trasmissione di NMOS è 4: 1
La densità di imballaggio è inferiore, dispositivo 2N per N ingressi	La densità di imballaggio è più densa, dispositivo N + 1 per N ingressi
L'alimentazione può variare da 1,5 a 15 V VIH / VIL, una frazione fissa di VDD	L'alimentazione è fissa in base a VDD
Il gate di trasmissione del CMOS supererà bene entrambe le logiche	Solo passaggio '0', ben superato '1' avrà V_Tfar cadere
Lo schema di precarica del CMOS è, poiché entrambi n & p sono accessibili per il bus di precarica a V_DD/ V_SS	Si carica semplicemente da V_DDa V_Ttranne utilizzare bootstrap
La dissipazione di potenza è zero in standby	In NMOS, quando l'uscita è '0', la potenza si dissipa

Perché la tecnologia CMOS è preferita rispetto alla tecnologia NMOS

CMOS è l'acronimo di Complementary Metal-Oxide-Semiconductor. D'altra parte, NMOS è un MOS o MOSFET a semiconduttore di ossido di metallo (semiconduttore di ossido di metallo transistor ad effetto di campo ). Si tratta di due famiglie logiche, in cui CMOS utilizza transistor PMOS e MOS per la progettazione e NMOS utilizza solo FET per la progettazione. CMOS viene scelto su NMOS per progettazione di sistemi embedded . Perché, CMOS propaga sia la logica o che 1, mentre NMOS propaga solo la logica 1 che è VDD. L'O / P dopo averne attraversato uno, il gate NMOS sarebbe VDD-Vt. Pertanto, la tecnologia CMOS è preferita.

Nelle porte logiche CMOS, un set di MOSFET di tipo n è posizionato in una rete pull-down tra il rail di alimentazione a bassa tensione e l'uscita. Invece del resistore di carico delle porte logiche NMOS, le porte logiche CMOS hanno una raccolta di MOSFET di tipo P in una rete pull-up tra la guida ad alta tensione e l'uscita. Pertanto, se entrambi i transistor hanno i loro gate collegati allo stesso ingresso, il MOSFET di tipo p sarà acceso quando il MOSFET di tipo n è spento e viceversa.

CMOS e NMOS entrambi ispirati dalla crescita delle tecnologie digitali, che vengono utilizzate per costruire i circuiti integrati. Sia CMOS che NMOS sono usati in molti circuiti logici digitali e funzioni, RAM statica e microprocessori. Questi sono utilizzati come convertitori di dati e sensori di immagine per circuiti analogici e utilizzati anche nei trans-recettori per molte modalità di comunicazione telefonica. Sebbene sia CMOS che NMOS abbiano la stessa funzione dei transistor sia per circuiti analogici che digitali, molte persone scelgono ancora la tecnologia CMOS rispetto a quest'ultima per i suoi numerosi vantaggi.

Rispetto al NMOS, la tecnologia CMOS è di altissima qualità. Soprattutto, quando si tratta delle sue caratteristiche come l'utilizzo di energia a bassa elettricità statica e la resistenza al rumore, la tecnologia CMOS conserva energia e non produce calore. Sebbene costosa, molte persone preferiscono la tecnologia CMOS a causa della sua composizione complessa, che rende difficile per il mercato nero fabbricare la tecnologia utilizzata dal CMOS.

Il Tecnologia CMOS e la tecnologia NMOS insieme ai suoi inverter, le differenze sono discusse brevemente in questo articolo. Pertanto, la tecnologia CMOS è la migliore per la progettazione di sistemi embedded. Per una migliore comprensione di questa tecnologia, inviare le domande come commenti di seguito.