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Métal-Oxyde-Semiconducteur Complémentaire (CMOS)

1963
  • Frank Wanlass
  • Chih-Tang Sah
Installation moderne de fabrication de semi-conducteurs axée sur la technologie et les processus CMOS.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Le CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) est la technologie dominante pour la construction de circuits intégrés. Elle utilise des paires complémentaires de MOSFET de type p et de type n pour construire des portes logiques. Son principal avantage est une très faible consommation d'énergie statique, puisqu'un seul MOSFET est utilisé. transistor dans la paire est toujours éteinte en régime permanent, ce qui se traduit par un flux de courant minimal, sauf pendant les transitions de commutation.

A CMOS logic gate, such as an inverter, is constructed with both a PMOS (p-type) and an NMOS (n-type) transistor. The PMOS transistor is connected to the positive voltage supply (Vdd), and the NMOS transistor is connected to ground (GND). Their gates are tied together as the input, and their drains are tied together as the output. When the input is low (logic 0), the PMOS transistor turns on, and the NMOS turns off, pulling the output high to Vdd (logic 1). Conversely, when the input is high (logic 1), the PMOS turns off, and the NMOS turns on, pulling the output low to GND (logic 0).

Dans l'un ou l'autre état stable (sortie haute ou basse), l'un des transistors est éteint, ce qui crée un chemin à très haute résistance entre l'alimentation et la masse. Cela signifie que pratiquement aucun courant ne circule, d'où une dissipation de puissance statique extrêmement faible. L'énergie n'est consommée que lorsque les transistors changent d'état. Cette caractéristique a rendu la technologie CMOS idéale pour les dispositifs alimentés par batterie et pour la création de circuits intégrés très denses où la gestion de la dissipation de la chaleur est un défi critique. L'évolutivité de la technologie CMOS, qui permet d'obtenir des transistors plus petits et plus rapides à chaque génération, a été le moteur de la loi de Moore et de la révolution numérique.

UNESCO Nomenclature: 2205
- Électronique

Taper

Dispositif physique

Perturbation

Révolutionnaire

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • Invention du MOSFET
  • Développement du dopage des semi-conducteurs de type p et de type n
  • Procédé planaire de fabrication de transistors
  • Invention du circuit intégré

Applications

  • microprocesseurs
  • microcontrôleurs
  • RAM statique (SRAM)
  • capteurs d'images
  • circuits logiques numériques les plus modernes

Brevets:

  • US3356858

Idées d'innovations potentielles

  • circuits CMOS sous-seuil pour appareils IoT à très faible consommation
  • capteurs d'image CMOS pour appareils photo numériques et smartphones
  • silicium sur isolant (soi) cmos pour des performances et une résistance aux radiations améliorées
  • Intégration CMOS 3D pour empiler plusieurs couches de circuits verticalement
  • cryogénique cmos for quantum computer control interfaces
  • cmos-compatible mémoires (micro-electro-mechanical systems)
  • transistors finfet et gate-all-around (gaa) comme évolutions du CMOS
  • biocapteurs basés sur CMOS pour le diagnostic médical
En rapport avec : cmos, mosfet, circuit intégré, faible puissance, semi-conducteur, logique numérique, microprocesseur, transistor.

Contexte historique

Métal-Oxyde-Semiconducteur Complémentaire (CMOS)

1960
1960-05-16
1962
1963
1964
1968
1970
1960
1960
1961
1962
1963
1965
1970
1970

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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