CMOS – 상보성 금속 산화막 반도체

P채널과 N채널의 MOSFET을 상호 보완하여 연결한 집적 회로의 구조이다. TTL 논리 소자와 비교해서 소비전력이 적은 논리 회로를 구현할수 있고, 집적도를 향상시키는것이 가능하다.

MOSFET의 동작 영역에서 직류 전달 특성은 선형 영역에서 출력 전압이 입력 전압과 거의 같고 포화 영역에서 출력 전압은 게이트 전압에서 「문턱 전압」을 뺀 값이 된다. P-MOSFET가 포화 영역일때 N-MOSFET는 선형 영역이고, N-MOSFET가 포화 영역일때 P-MOSFET는 선형 영역이다. 시모스의 동작 영역의 대부분은 선형 영역이다. 엄밀하게 양자의 「문턱 전압」이 겹치는 영역이 존재기 때문에 사용하지 않는 입력 단자는 「문턱 전압」영역에 들어가지 않도록 풀업 또는 풀다운에 연결해 주는것이 좋다.

시모스 구조로 하면 게이트 전압에 입력되는 제어 펄스를 “1”에서 “0”으로 변경했을 경우에 노이즈 없이 이전의 출력을 할수 있고, “0”에서 “1”로 변경했을 경우 역시 노이즈 없이 입력 신호를 출력할 수 있다.

시모스 구조의 논리 회로는 전원 전압을 낮게 하면 소비 전력이 적은 반면 전달 지연 시간이 커지는 특성을 가지고 있다. 제조 프로세서의 개선에 의하여 저전압 동작과 고속 동작을 할 수 있게 되었다.

1990년대가 되면서 반도체 메모리나 마이크로프로세서의 논리 IC는 대부분 시모스 구조가 되었으며 , 소규모 전원 회로, 아날로그-디지털 변환회로, 디지털-아날로그 변환회로등을 포함되어서 제작하기 시작하였다.

Complementary metal–oxide–semiconductor (CMOS) (“see-moss”, IPA: [‘si.mɜs]), is a major class of integrated circuits. CMOS technology is used in chips such as microprocessors, microcontrollers, static RAM, and other digital logic circuits. CMOS technology is also used for a wide variety of analog circuits such as image sensors, data converters, and highly integrated transceivers for many types of communication.

CMOS is also sometimes explained as complementary-symmetry metal–oxide–semiconductor. The words “complementary-symmetry” refer to the fact that the typical digital design style with CMOS uses complementary and symmetrical pairs of p-type and n-type MOSFETs for logic functions.

Two important characteristics of CMOS devices are high noise immunity and low static power supply drain. Significant power is only drawn when its transistors are switching between on and off states; consequently, CMOS devices do not produce as much heat as other forms of logic such as TTL (transistor-transistor logic). CMOS also allows a high density of logic functions on a chip.

The triple compound “metal–oxide–semiconductor” is a reference to the nature of the physical structure of early (and interestingly now, the very latest) field-effect transistors, having a metal gate electrode placed on top of an oxide insulator, which in turn is on top of a semiconductor material. Instead of metal, current gate electrodes (including those up to the 65 nanometer technology node) are almost always made from a different material, polysilicon, but the terms MOS and CMOS nevertheless continue to be used for the modern descendants of the original process. (See also MOSFET.) Metal gates have made a comeback with the advent of high-k dielectric materials in the CMOS transistor as announced by IBM and Intel for the 45 nanometer node and beyond.

The combination of MEMS sensors with digital signal processors on one single CMOS chip is sometimes known an CMOSens.

출처: 위키사전(영문) / 위키사전(한글)

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