Perbezaan antara CMOS dan Teknologi NMOS

Perbezaan antara CMOS dan Teknologi NMOS

Yang paling popular Teknologi MOSFET (teknologi semikonduktor) yang ada sekarang ialah teknologi CMOS atau teknologi MOS pelengkap. Teknologi CMOS adalah teknologi semikonduktor terkemuka untuk ASIC, memori, mikropemproses. Kelebihan utama teknologi CMOS berbanding teknologi BIPOLAR dan NMOS adalah pelesapan kuasa - apabila litar dihidupkan maka hanya daya yang hilang. Ini membolehkan pemasangan banyak gerbang CMOS pada litar bersepadu daripada teknologi Bipolar dan NMOS. Artikel ini membincangkan perbezaan antara teknologi CMOS dan NMOS.



Pengenalan Teknologi IC

Silikon Teknologi IC boleh dikelaskan kepada beberapa jenis: Bipolar, semikonduktor oksida Logam, dan BiCMOS.


Teknologi IC

Teknologi IC





Struktur transistor bipolar mempunyai PNP atau NPN. Dalam ini jenis transistor , sejumlah kecil arus di lapisan asas yang lebih tebal mengawal arus besar antara pemancar dan pemungut. Arus asas mengehadkan ketumpatan integrasi peranti bipolar.

Semikonduktor logam-oksida selanjutnya dikelaskan kepada teknologi yang berbeza di bawah PMOS, NMOS, dan CMOS. Peranti ini merangkumi semikonduktor, oksida, dan gerbang logam. Pada masa ini, Polysilicon lebih sering digunakan sebagai pintu gerbang. Apabila voltan digunakan pada pintu, maka ia mengawal arus antara sumber & longkang. Oleh kerana mereka menggunakan tenaga yang lebih sedikit dan MOS membolehkan integrasi yang lebih tinggi.



Teknologi BiCMOS menggunakan transistor CMOS dan Bipolar ini disatukan pada cip semikonduktor yang sama. Teknologi CMOS menawarkan I / P tinggi dan impedans O / P rendah, kepadatan pembungkusan tinggi, margin kebisingan simetri, dan pelesapan daya rendah. Teknologi BiCMOS telah memungkinkan untuk menggabungkan peranti bipolar dan transistor CMOS dalam satu proses dengan kos yang berpatutan untuk mencapai integrasi tinggi logik MOS

Perbezaan Antara teknologi CMOS dan NMOS

Perbezaan antara teknologi CMOS dan teknologi NMOS dapat dibezakan dengan mudah dengan prinsip, kelebihan, dan kekurangannya seperti yang telah dibincangkan.


Teknologi CMOS

Pelengkap logam-oksida-semikonduktor (teknologi CMOS) digunakan untuk membina IC dan teknologi ini digunakan dalam litar logik digital, mikropemproses, mikrokontroler, dan RAM statik. Teknologi CMOS juga digunakan dalam beberapa rangkaian analog seperti penukar data, sensor gambar, dan dalam transceiver yang sangat bersepadu. Ciri utama teknologi CMOS adalah penggunaan kuasa statik rendah dan kekebalan bunyi yang tinggi.

Semikonduktor Logam Oksida Pelengkap

Semikonduktor Logam Oksida Pelengkap

CMOS (pelengkap logam-oksida-semikonduktor) adalah cip semikonduktor onboard berkuasa bateri yang digunakan untuk menyimpan data di dalam komputer. Data ini berkisar dari waktu waktu & tarikh sistem hingga tetapan perkakasan sistem untuk komputer anda. Contoh terbaik CMOS ini ialah bateri sel duit syiling yang digunakan untuk menguatkan memori CMOS.

Apabila beberapa transistor berada dalam keadaan OFF, kombinasi siri menarik kuasa yang ketara hanya semasa menukar antara keadaan ON & OFF. Oleh itu, peranti MOS tidak menghasilkan haba sisa sebanyak bentuk logik lain. Contohnya, TTL ( Logik Transistor-Transistor ) atau logik MOS, yang biasanya mempunyai arus semasa walaupun tidak mengubah keadaan. Ini membolehkan kepadatan tinggi fungsi logik pada cip. Kerana alasan ini, teknologi ini paling banyak digunakan dan dilaksanakan dalam cip VLSI.

Sepanjang Hayat Bateri CMOS

Jangka hayat biasa bateri CMOS adalah sekitar 10 tahun. Tetapi, ini dapat berubah berdasarkan pemanfaatan dan juga lingkungan di mana pun komputer berada. Sekiranya bateri CMOS rosak, komputer tidak dapat mengekalkan waktu yang tepat jika tarikh komputer dimatikan. Sebagai contoh, setelah komputer dihidupkan, tarikh dan waktu dapat diperhatikan seperti ditetapkan pada 12:00 PM & 1 Januari 1990. Oleh itu, ralat ini terutama menunjukkan bahawa bateri CMOS gagal.

Penyongsang CMOS

Untuk sebarang teknologi IC dalam merancang litar digital, elemen asasnya adalah penyongsang logik. Setelah operasi litar penyongsang difahami dengan teliti, hasilnya dapat diperluas ke reka bentuk gerbang logik dan litar kompleks.

Penyongsang CMOS adalah penyongsang MOSFET yang paling banyak digunakan, yang digunakan dalam reka bentuk cip. Penyongsang ini boleh beroperasi pada kelajuan tinggi dan dengan kehilangan kuasa yang lebih sedikit. Juga, penyongsang CMOS mempunyai ciri penyangga logik yang baik. Penerangan ringkas penyongsang memberikan pemahaman asas mengenai cara kerja penyongsang. MOSFET menyatakan pada voltan i / p yang berbeza, dan kehilangan kuasa kerana arus elektrik.

Penyongsang CMOS

Penyongsang CMOS

Inverter CMOS mempunyai PMOS dan transistor NMOS yang disambungkan di terminal gerbang dan longkang, voltan bekalan voltan di terminal sumber PMOS, dan GND disambungkan di terminal sumber NMOS, di mana Vin disambungkan ke terminal gerbang dan Vout disambungkan ke terminal longkang.

Penting untuk diperhatikan bahawa CMOS tidak mempunyai perintang, yang menjadikannya lebih hemat kuasa daripada penyongsang perintang-MOSFET biasa. Oleh kerana voltan pada input peranti CMOS berbeza antara 0 dan 5 volt, keadaan NMOS dan PMOS berbeza-beza. Sekiranya kita memodelkan setiap transistor sebagai suis sederhana yang diaktifkan oleh Vin, operasi penyongsang dapat dilihat dengan mudah.

Kelebihan CMOS

Transistor CMOS menggunakan kuasa elektrik dengan cekap.

  • Peranti ini digunakan dalam berbagai aplikasi dengan rangkaian analog seperti sensor gambar, penukar data, dll. Kelebihan teknologi CMOS berbanding NMOS adalah seperti berikut.
  • Penggunaan kuasa statik yang sangat rendah
  • Kurangkan kerumitan litar
  • Ketumpatan logik yang tinggi berfungsi pada cip
  • Penggunaan kuasa statik rendah
  • Kekebalan tinggi
  • Apabila transistor CMOS berubah dari satu keadaan ke keadaan yang lain, maka mereka menggunakan arus elektrik.
  • Sebagai tambahan, semikonduktor percuma mengehadkan voltan o / p dengan bekerja bersama. Hasilnya adalah reka bentuk berkuasa rendah yang memberikan lebih sedikit haba.
  • Kerana alasan ini, transistor ini telah menukar reka bentuk lain yang lebih awal seperti CCD pada sensor kamera dan juga digunakan pada kebanyakan pemproses semasa.

Aplikasi CMOS

CMOS adalah satu jenis cip, dikuasakan melalui bateri yang digunakan untuk menyimpan konfigurasi cakera keras dan juga data lain.

Biasanya, cip CMOS menyediakan RTC (jam masa nyata) serta memori CMOS dalam mikrokontroler dan juga mikropemproses.

Teknologi NMOS

Logik NMOS menggunakan MOSFET jenis-n untuk beroperasi dengan membuat lapisan penyongsangan dalam transistor jenis-p. Lapisan ini dikenali sebagai lapisan saluran-n yang mengalirkan elektron di antara sumber-sumber seperti terminal sumber & saliran. Saluran ini boleh dibuat dengan menerapkan voltan ke terminal 3 iaitu terminal gerbang. Sama seperti transistor kesan medan semikonduktor oksida logam lain, transistor nMOS merangkumi mod operasi yang berbeza seperti pemotongan, triod, ketepuan & tepu halaju.

Keluarga logik NMOS menggunakan N-channel MOSFETS. Peranti NMOS (N-channel MOS) memerlukan kawasan cip yang lebih kecil untuk setiap transistor dibandingkan dengan peranti saluran-P, di mana NMOS memberikan kepadatan yang lebih tinggi. Keluarga logik NMOS memberikan kelajuan tinggi juga kerana mobiliti pengangkut cas yang tinggi dalam peranti saluran-N.

Oleh itu, kebanyakan peranti mikropemproses & MOS menggunakan logik NMOS sebaliknya beberapa variasi struktur seperti DMOS, HMOS, VMOS & DMOS untuk mengurangkan kelewatan penyebaran.

NMOS tidak lain adalah semikonduktor saluran oksida logam negatif yang dinyatakan sebagai en-lumut. Ini adalah jenis semikonduktor yang mengenakan cas negatif. Sehingga transistor dihidupkan / dimatikan oleh pergerakan elektron. Sebaliknya, saluran positif MOS -PMOS berfungsi dengan menggerakkan kekosongan elektron. NMOS lebih pantas daripada PMOS.

Semikonduktor Logam Saluran Negatif

Semikonduktor Logam Saluran Negatif

Perancangan NMOS dapat dilakukan melalui dua substrat seperti jenis-n dan juga jenis-p. Dalam transistor ini, majoriti pembawa cas adalah elektron. Kami tahu bahawa gabungan PMPS dan NMOS disebut teknologi CMOS. Teknologi ini menggunakan lebih sedikit tenaga untuk beroperasi pada output yang sama & menghasilkan kebisingan yang rendah sepanjang operasinya.

Setelah voltan diberikan ke terminal gerbang, maka pembawa muatan seperti lubang di dalam badan dimotivasi jauh dari terminal gerbang. Ini membenarkan konfigurasi saluran jenis-n di antara dua terminal seperti sumber & saliran & aliran arus dapat dilakukan dengan menggunakan elektron dari dua terminal dari sumber ke saluran menggunakan saluran jenis-n yang diinduksi.

Transistor NMOS sangat mudah untuk direka dan juga pembuatannya. Litar yang menggunakan gerbang logik NMOS menggunakan kuasa statik setelah litar tidak aktif. Oleh kerana arus DC membekalkan seluruh pintu logik apabila outputnya rendah.

Penyongsang NMOS

Litar penyongsang o / ps voltan yang mewakili tahap logik yang bertentangan dengan i / pnya. Gambarajah penyongsang NMOS ditunjukkan di bawah yang dibina menggunakan transistor NMOS tunggal yang digabungkan dengan transistor.

Penyongsang NMOS

Penyongsang NMOS

Perbezaan antara NMOS dan CMOS

Perbezaan antara NMOS dan CMOS dibincangkan dalam bentuk jadual.

CMOS

NMOS

CMOS bermaksud komplemen logam-oksida-semikonduktorNMOS bermaksud semikonduktor oksida logam jenis-N
Teknologi ini digunakan untuk membuat IC yang digunakan dalam berbagai aplikasi seperti bateri, komponen elektronik, sensor gambar, kamera digital.Teknologi NMOS digunakan untuk membuat gerbang logik dan juga litar digital
CMOS menggunakan pasangan MOSFET simetri dan pelengkap seperti MOSFET jenis-p & jenis-n untuk pengendalian fungsi logikPengoperasian transistor NMOS dapat dilakukan dengan membuat lapisan inversi dalam badan transistor jenis-p
Cara operasi CMOS adalah pengumpulan seperti penipisan dan penyongsanganNMOS mempunyai empat mod operasi yang mensimulasikan jenis MOSFET lain seperti cut-off, triode, saturation & velocity saturation.
Ciri CMOS adalah penggunaan kuasa statik yang rendah serta kekebalan bunyi yang tinggi dan.Ciri-ciri transistor NMOS adalah, apabila voltan meningkat pada elektrod atas, maka daya tarikan elektron akan ada ke arah permukaan. Pada julat voltan tertentu, yang akan segera kita nyatakan seperti voltan ambang, di mana ketumpatan elektron di luar akan melebihi ketumpatan lubang.
CMOS digunakan dalam litar logik Digital, Mikropemproses, SRAM (Static RAM) & MikrokontrolerNMOS digunakan untuk melaksanakan litar digital dan juga gerbang logik.
Tahap logik CMOS ialah 0 / 5VTahap logik NMOS bergantung terutamanya pada nisbah beta dan juga margin kebisingan yang buruk
Masa penghantaran CMOS adalah tSaya= tfMasa penghantaran CMOS adalah tSaya> tf
Susun atur CMOS lebih kerapSusun atur NMOS tidak teratur
Nisbah beban atau pemacu CMOS adalah 1: 1/2: 1Nisbah beban atau pemacu NMOS adalah 4: 1
Ketumpatan pembungkusan kurang, peranti 2N untuk input NKetumpatan pembungkusan lebih padat, peranti N + 1 untuk input N
Bekalan kuasa boleh berubah dari 1.5 hingga 15V VIH / VIL, pecahan tetap VDDBekalan kuasa ditetapkan berdasarkan VDD
Pintu penghantaran CMOS akan melalui kedua-dua logik dengan baikHanya lulus ‘0’, lulus dengan baik ‘1’ akan mempunyai VTjatuh
Skema pra-pengisian CMOS adalah, untuk kedua-dua n & p dapat diakses untuk bas pra-pengecasan ke VDD/ VSSCaj hanya dari VDDhingga VTkecuali menggunakan bootstrapping
Pelesapan kuasa adalah sifar dalam keadaan bersediaDi NMOS, apabila output adalah '0' maka kuasa akan hilang

Mengapa Teknologi CMOS lebih diutamakan daripada Teknologi NMOS

CMOS bermaksud Logam-Oksida-Semikonduktor Pelengkap. Sebaliknya, NMOS adalah MOS semikonduktor oksida logam atau MOSFET (logam-oksida-semikonduktor transistor kesan medan ). Ini adalah dua keluarga logik, di mana CMOS menggunakan transistor PMOS dan MOS untuk reka bentuk dan NMOS hanya menggunakan FET untuk reka bentuk. CMOS dipilih berbanding NMOS untuk reka bentuk sistem tertanam . Kerana, CMOS menyebarkan kedua logik o dan 1, sedangkan NMOS menyebarkan hanya logik 1 iaitu VDD. O / P setelah melalui satu, pintu NMOS akan menjadi VDD-Vt. Oleh itu, teknologi CMOS lebih disukai.

Di gerbang logik CMOS, satu set MOSFET jenis-n diposisikan dalam rangkaian pull-down antara rel bekalan kuasa voltan rendah dan output. Daripada perintang beban gerbang logik NMOS, gerbang logik CMOS mempunyai koleksi MOSFET jenis-P dalam rangkaian penarik antara rel voltan tinggi dan output. Oleh itu, jika kedua-dua transistor mempunyai gerbang mereka yang disambungkan ke input yang sama, MOSFET jenis-p akan menyala apabila MOSFET jenis-n mati, dan sebaliknya.

CMOS dan NMOS keduanya terinspirasi oleh pertumbuhan teknologi digital, yang digunakan untuk membina litar bersepadu. CMOS dan NMOS digunakan dalam banyak litar logik digital dan fungsi, RAM statik, dan mikropemproses. Ini digunakan sebagai penukar data dan sensor gambar untuk rangkaian analog dan juga digunakan dalam Trans-reseptor untuk banyak mod komunikasi telefon. Walaupun kedua CMOS dan NMOS mempunyai fungsi yang sama dengan transistor untuk kedua-dua rangkaian analog dan digital, tetapi banyak orang masih memilih teknologi CMOS daripada yang terakhir kerana banyak kelebihannya.

Berbanding dengan NMOS, teknologi CMOS berkualiti tinggi. Terutama, ketika menggunakan ciri seperti penggunaan kuasa statik rendah dan ketahanan bunyi, teknologi CMOS menjimatkan tenaga dan tidak menghasilkan haba. Walaupun mahal, banyak orang lebih suka teknologi CMOS kerana komposisinya yang kompleks, yang menyukarkan pasaran gelap untuk memalsukan teknologi yang digunakan oleh CMOS.

The Teknologi CMOS dan teknologi NMOS bersama dengan penyongsangnya, perbezaan dibincangkan secara ringkas dalam artikel ini. Oleh itu, teknologi CMOS adalah yang terbaik untuk reka bentuk sistem terbenam. Untuk pemahaman yang lebih baik mengenai teknologi ini, hantarkan pertanyaan anda seperti komen anda di bawah.