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CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) is the dominant technology for constructing integrated circuits. It uses complementary pairs of p-type and n-type MOSFETs to build logic gates. Its primary advantage is very low static power consumption, as one transistor in the pair is always off during steady state, resulting in minimal current flow except during switching transitions.
Una porta logica CMOS, come un inverter, è realizzata con un transistor PMOS (tipo p) e un transistor NMOS (tipo n). Il transistor PMOS è collegato all'alimentazione a tensione positiva (Vdd), mentre il transistor NMOS è collegato a massa (GND). Le loro porte sono collegate tra loro come ingresso, mentre i loro drain sono collegati tra loro come uscita. Quando l'ingresso è basso (0 logico), il transistor PMOS si accende e il transistor NMOS si spegne, portando l'uscita a livello alto, ovvero a Vdd (1 logico). Viceversa, quando l'ingresso è alto (1 logico), il transistor PMOS si spegne e il transistor NMOS si accende, portando l'uscita a livello basso, ovvero a GND (0 logico).
In either stable state (output high or low), one of the transistors is off, creating a very high resistance path between the power supply and ground. This means that virtually no current flows, leading to extremely low static power dissipation. Power is primarily consumed only when the transistors are switching states. This characteristic made CMOS technology ideal for battery-powered devices and for creating highly dense integrated circuits where managing heat dissipation is a critical challenge. The scalability of CMOS, allowing for smaller and faster transistors with each generation, has been the engine behind Moore’s Law and the digital revolution.
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