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互补金属氧化物半导体 (CMOS)

1963
  • Frank Wanlass
  • Chih-Tang Sah
以 CMOS 技术和工艺为重点的现代化半导体制造设施。

(图片仅供参考)

CMOS(互补金属氧化物半导体)是构建集成电路的主流技术。它使用一对互补的 p 型和 n 型 MOSFET 来构建逻辑门。它的主要优点是静态功耗非常低,因为一个 三极管 在稳态期间,这对元件中的电容始终处于关断状态,因此除开关转换期间外,电流极小。

CMOS 逻辑门(例如反相器)由 PMOS(p 型)晶体管和 NMOS(n 型)晶体管构成。PMOS 晶体管连接到正电源 (Vdd),NMOS 晶体管连接到地 (GND)。它们的栅极连接在一起作为输入,漏极连接在一起作为输出。当输入为低电平(逻辑 0)时,PMOS 晶体管导通,NMOS 晶体管截止,将输出拉高至 Vdd(逻辑 1)。相反,当输入为高电平(逻辑 1)时,PMOS 晶体管截止,NMOS 晶体管导通,将输出拉低至 GND(逻辑 0)。

在任一稳定状态(输出高电平或低电平)下,其中一个晶体管都处于关断状态,从而在电源和地之间形成一条电阻非常高的通路。这意味着几乎没有电流流过,因此静态功耗极低。只有当晶体管处于开关状态时,才会消耗大量电能。这一特性使 CMOS 技术成为电池供电设备和创建高密度集成电路的理想选择,而在高密度集成电路中,散热管理是一项严峻的挑战。CMOS 的可扩展性使每一代晶体管的尺寸更小、速度更快,是摩尔定律和数字革命背后的动力。

UNESCO Nomenclature: 2205
- 电子产品

类型

物理设备

中断

革命

用法

广泛使用

前体

  • MOSFET的发明
  • p型和n型半导体掺杂的发展
  • 平面晶体管制造工艺
  • 集成电路的发明

应用程序

  • 微处理器
  • 微控制器
  • 静态随机存取存储器(sram)
  • 图像传感器
  • 最现代的数字逻辑电路

专利:

  • US3356858

潜在创新理念

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相关内容: cmos、mosfet、集成电路、低功耗、半导体、数字逻辑、微处理器、晶体管

历史背景

互补金属氧化物半导体 (CMOS)

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

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

相关发明、创新和技术原理

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