CMOSテクノロジーとNMOSテクノロジーの違い

最もポピュラーな MOSFET技術 （半導体技術）今日利用可能なのは、CMOS技術または補完的なMOS技術です。 CMOSテクノロジは、ASIC、メモリ、マイクロプロセッサ向けの主要な半導体テクノロジです。 BIPOLARおよびNMOSテクノロジに対するCMOSテクノロジの主な利点は、電力損失です。回路が切り替わると、電力のみが消費されます。これにより、バイポーラおよびNMOSテクノロジよりも多くのCMOSゲートを集積回路に取り付けることができます。この記事では、CMOSテクノロジーとNMOSテクノロジーの違いについて説明します。

ICテクノロジー入門

ケイ素 IC技術 タイプには、バイポーラ、金属酸化膜半導体、およびBiCMOSに分類できます。

ICテクノロジー

バイポーラトランジスタの構造には、PNPまたはNPNがあります。これらの中で トランジスタの種類 、より厚いベース層の少量の電流は、エミッタとコレクタ間の大電流を制御します。ベース電流は、バイポーラデバイスの積分密度を制限します。

金属酸化膜半導体はさらに、PMOS、NMOS、およびCMOSの下でさまざまな技術に分類されます。これらのデバイスには、半導体、酸化物、および金属ゲートが含まれます。現在、ポリシリコンがゲートとしてより一般的に使用されています。ゲートに電圧が印加されると、ソースとドレイン間の電流が制御されます。それらはより少ない電力を消費し、MOSはより高度な統合を可能にするためです。

BiCMOSテクノロジー CMOSトランジスタとバイポーラトランジスタの両方を採用しており、これらは同じ半導体チップに統合されています。 CMOSテクノロジは、高いI / Pおよび低いO / Pインピーダンス、高いパッキング密度、対称的なノイズマージン、および低い消費電力を提供します。 BiCMOSテクノロジーにより、バイポーラデバイスとCMOSトランジスタを単一のプロセスで合理的なコストで組み合わせて、MOSロジックの高密度統合を実現することが可能になりました。

CMOSテクノロジーとNMOSテクノロジーの違い

CMOSテクノロジとNMOSテクノロジの違いは、説明したように、動作原理、長所、および短所によって簡単に区別できます。

CMOSテクノロジー

相補型金属酸化膜半導体（CMOSテクノロジ）を使用してICを構築し、このテクノロジをデジタル論理回路、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、およびスタティックRAMで使用します。 CMOSテクノロジは、データコンバータ、イメージセンサー、高度に統合されたトランシーバなどのいくつかのアナログ回路でも使用されています。 CMOSテクノロジの主な機能は、低い静的消費電力と高いノイズ耐性です。

相補型金属酸化膜半導体

CMOS（相補型金属酸化物半導体）は、コンピューター内にデータを格納するために使用されるバッテリー駆動のオンボード半導体チップです。このデータの範囲は、システムの時刻と日付から、コンピューターのシステムのハードウェア設定までです。このCMOSの最良の例は、CMOSのメモリに電力を供給するために使用されるコイン電池です。

いくつかのトランジスタがオフ状態の場合、直列の組み合わせは、オン状態とオフ状態を切り替えるときにのみ大きな電力を消費します。そのため、MOSデバイスは他の形式のロジックほど多くの廃熱を生成しません。たとえば、TTL（ トランジスタ-トランジスタロジック ）またはMOSロジック。通常、状態を変更しない場合でも一定の定常電流があります。これにより、チップ上で高密度のロジック機能が可能になります。このため、この技術は最も広く使用されており、VLSIチップに実装されています。

CMOSバッテリーの寿命

CMOSバッテリーの一般的な寿命は約10年です。ただし、これは、使用率やコンピューターが存在する環境によって変わる可能性があります。CMOSバッテリーが損傷した場合、コンピューターの電源をオフにすると、正確な時刻を維持できなくなります。たとえば、コンピュータの電源を入れると、日付と時刻が午後12時と1990年1月1日に設定されているように通知されます。したがって、このエラーは主にCMOSのバッテリが故障したことを示します。

CMOSインバーター

デジタル回路の設計におけるIC技術の場合、基本的な要素はロジックインバーターです。インバータ回路の動作を注意深く理解すると、その結果を論理ゲートや複雑な回路の設計に拡張できます。

CMOSインバーターは、チップ設計で使用される最も広く使用されているMOSFETインバーターです。これらのインバータは、高速で電力損失を抑えて動作できます。また、CMOSインバーターは優れたロジックバッファー特性を備えています。インバーターの簡単な説明は、インバーターの動作の基本的な理解を提供します。異なるi / p電圧でのMOSFETの状態、および電流による電力損失。

CMOSインバーター

CMOSインバーターは、ゲート端子とドレイン端子に接続されたPMOSとNMOSトランジスタ、PMOSソース端子に電圧供給VDD、NMOSソース端子に接続されたGNDを備えており、Vinはゲート端子とVoutに接続されています。ドレイン端子に接続されています。

CMOSには抵抗がないため、通常の抵抗-MOSFETインバータよりも電力効率が高いことに注意することが重要です。 CMOSデバイスの入力の電圧が0〜5ボルトの間で変化すると、それに応じてNMOSとPMOSの状態が変化します。各トランジスタをVinによってアクティブ化される単純なスイッチとしてモデル化すると、インバータの動作を非常に簡単に確認できます。

CMOSの利点

CMOSトランジスタは電力を効率的に使用します。

• これらのデバイスは、イメージセンサー、データコンバーターなどのアナログ回路を使用するさまざまなアプリケーションで使用されます。NMOSに対するCMOSテクノロジーの利点は次のとおりです。
• 非常に低い静的消費電力
• 回路の複雑さを軽減します
• チップ上の高密度のロジック機能
• 低静的消費電力
• 高いノイズ耐性
• CMOSトランジスタがある状態から別の状態に変化するとき、それらは電流を使用します。
• さらに、相補型半導体は相互に作用することによってo / p電圧を制限します。その結果、より少ない熱を提供する低電力設計が実現します。
• このため、これらのトランジスタは、カメラセンサーのCCDのような他の初期の設計を変更し、現在のほとんどのプロセッサで使用されています。

CMOSアプリケーション

CMOSは一種のチップであり、ハードドライブの構成やその他のデータを保存するために使用されるバッテリーから電力を供給されます。

通常、CMOSチップは、マイクロプロセッサおよびマイクロプロセッサ内にRTC（リアルタイムクロック）とCMOSメモリを提供します。

JMSテクノロジー

NFSロジックは、n型MOSFETを利用して、p型トランジスタ内に反転層を作成することで動作します。この層は、ソースおよびドレイン端子のようなn型間で電子を伝導するnチャネル層として知られています。このチャネルは、3番目の端子、つまりゲート端子に電圧を印加することによって作成できます。他の金属酸化物半導体電界効果トランジスタと同様に、nMOSトランジスタには、カットオフ、トライオード、飽和、速度飽和などのさまざまな動作モードが含まれています。

ロジックファミリのNMOSは、NチャネルMOSFETを利用しています。 MOSFETデバイス（NチャネルMOS）は、NMOSが高密度を提供するPチャネルデバイスと比較して、各トランジスタに必要なチップ領域が小さくなります。 Nチャネルデバイス内の電荷キャリアの移動度が高いため、NMOSロジックファミリも高速を提供します。

そのため、ほとんどのマイクロプロセッサとMOSデバイスはNMOSロジックを使用します。それ以外の場合は、DMOS、HMOS、VMOS、DMOSなどの構造上のバリエーションを使用して伝搬遅延を低減します。

MOSFETはネガティブチャネルの金属酸化物半導体に他ならず、エンモスと発音されます。負に帯電する半導体の一種です。電子の動きによってトランジスタがON / OFFするように。対照的に、正チャネルMOS -PMOSは、電子空孔を移動することによって機能します。 MOSFETはPMOSよりも高速です。

負チャネル金属酸化膜半導体

MOSFETの設計は、n型とp型のような2つの基板を介して行うことができます。このトランジスタでは、電荷キャリアの大部分は電子です。 PMPSとNMOSの組み合わせはCMOS技術と呼ばれていることを私たちは知っています。この技術は、主に同様の出力で動作するために使用するエネルギーが少なく、動作全体で低ノイズを生成します。

ゲート端子に電圧が印加されると、体内の穴のような電荷キャリアがゲート端子から離れるように動機付けられます。これにより、ソースとドレインのような2つの端子間にn型チャネルを構成でき、誘導されたn型チャネルを使用して、ソースからドレインへの2つの端子からの電子を使用して電流を流すことができます。

MOSFETトランジスタは、設計と製造が非常に簡単です。回路が非アクティブになると、NMOS論理ゲートを使用する回路は静電気を消費します。出力がローになると、DC電流が論理ゲート全体に供給されます。

JMSインバーター

インバータ回路は、そのi / pと反対の論理レベルを表す電圧をo / psします。トランジスタと結合された単一のNMOSトランジスタを使用して構築されたNMOSインバータ図を以下に示します。

JMSインバーター

MOSFETとNMOSの違い

MOSFETとNMOSの違いは表形式で説明されています。

CMOSテクノロジーがNMOSテクノロジーよりも好まれる理由

CMOSはComplementaryMetal-Oxide-Semiconductorの略です。一方、NMOSは金属酸化物半導体MOSまたはMOSFET（金属酸化物半導体）です。 電界効果トランジスタ ）。これらは2つのロジックファミリであり、CMOSは設計にPMOSトランジスタとMOSトランジスタの両方を使用し、NMOSは設計にFETのみを使用します。 CMOSはNMOSよりも 組み込みシステム設計 。なぜなら、CMOSはロジックoと1の両方を伝搬するのに対し、NMOSはVDDであるロジック1のみを伝搬するからです。 1つを通過した後のO / P、NMOSゲートはVDD-Vtになります。したがって、CMOSテクノロジが推奨されます。

CMOS論理ゲートでは、n型MOSFETのセットが低電圧電源レールと出力の間のプルダウンネットワークに配置されます。 CMOS論理ゲートのNMOS論理ゲートの負荷抵抗の代わりに、高電圧レールと出力の間のプルアップネットワークにP型MOSFETの集合があります。したがって、両方のトランジスタのゲートが同じ入力に接続されている場合、n型MOSFETがオフのときにp型MOSFETがオンになり、その逆も同様です。

CMOSとNMOSはどちらも、集積回路の構築に使用されるデジタル技術の成長に触発されています。 CMOSとNMOSの両方が多くで使用されています デジタル論理回路 および機能、スタティックRAM、およびマイクロプロセッサ。これらは、アナログ回路のデータコンバーターおよびイメージセンサーとして使用され、電話通信の多くのモードのトランスレセプタでも使用されます。 CMOSとNMOSはどちらも、アナログ回路とデジタル回路の両方でトランジスタと同じ機能を備えていますが、多くの人々は、多くの利点があるため、後者よりもCMOSテクノロジを選択しています。

MOSFETと比較して、CMOS技術は最高品質です。特に、低静電気電力使用率や耐ノイズ性などの機能に関しては、CMOS技術はエネルギーを節約し、熱を発生しません。コストはかかりますが、多くの人はその複雑な構成のためにCMOS技術を好みます。そのため、闇市場ではCMOSで使用される技術を製造することが困難です。

ザ・ CMOSテクノロジー この記事では、NMOSテクノロジーとそのインバーターの違いについて簡単に説明します。したがって、CMOSテクノロジは組み込みシステムの設計に最適です。このテクノロジーをよりよく理解するために、以下のコメントとしてクエリを投稿してください。