CMOS와 NMOS 기술의 차이점

가장 인기있는 MOSFET 기술 (반도체 기술) 현재 사용 가능한 것은 CMOS 기술 또는 보완적인 MOS 기술입니다. CMOS 기술은 ASIC, 메모리, 마이크로 프로세서를위한 선도적 인 반도체 기술입니다. BIPOLAR 및 NMOS 기술에 비해 CMOS 기술의 주요 이점은 전력 손실입니다. 회로가 전환되면 전력 만 손실됩니다. 이를 통해 Bipolar 및 NMOS 기술보다 집적 회로에 많은 CMOS 게이트를 장착 할 수 있습니다. 이 기사에서는 CMOS와 NMOS 기술의 차이점에 대해 설명합니다.

IC 기술 소개

규소 IC 기술 Bipolar, Metal Oxide Semiconductor, BiCMOS의 종류로 분류 할 수 있습니다.

IC 기술

바이폴라 트랜지스터의 구조에는 PNP 또는 NPN이 있습니다. 이것들 중에서 트랜지스터의 유형 , 두꺼운베이스 레이어의 적은 양의 전류는 이미 터와 컬렉터 사이의 큰 전류를 제어합니다. 베이스 전류는 바이폴라 장치의 통합 밀도를 제한합니다.

금속 산화물 반도체는 PMOS, NMOS 및 CMOS에 따라 다른 기술로 더 분류됩니다. 이러한 장치에는 반도체, 산화물 및 금속 게이트가 포함됩니다. 현재 폴리 실리콘이 게이트로 더 일반적으로 사용됩니다. 게이트에 전압이 가해지면 소스와 드레인 사이의 전류를 제어합니다. 전력 소비가 적고 MOS는 더 높은 통합을 허용합니다.

BiCMOS 기술 CMOS 및 바이폴라 트랜지스터를 모두 사용하며 동일한 반도체 칩에 통합되어 있습니다. CMOS 기술은 높은 I / P 및 낮은 O / P 임피던스, 높은 패킹 밀도, 대칭 적 잡음 마진 및 낮은 전력 손실을 제공합니다. BiCMOS 기술은 MOS 로직의 고밀도 통합을 달성하기 위해 합리적인 비용으로 단일 프로세스에서 바이폴라 장치와 CMOS 트랜지스터를 결합 할 수있게했습니다.

CMOS와 NMOS 기술의 차이점

CMOS 기술과 NMOS 기술의 차이점은 논의 된대로 작동 원리, 장단점으로 쉽게 구분할 수 있습니다.

CMOS 기술

CMOS 기술 (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)은 IC를 구성하는 데 사용되며이 기술은 디지털 로직 회로, 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러 및 정적 RAM에 사용됩니다. CMOS 기술은 데이터 변환기, 이미지 센서 및 고집적 트랜시버와 같은 여러 아날로그 회로에도 사용됩니다. CMOS 기술의 주요 특징은 낮은 정적 전력 소비와 높은 잡음 내성입니다.

상호 보완 산화철 반도체

CMOS (상보성 금속 산화물 반도체)는 컴퓨터에 데이터를 저장하는 데 사용되는 배터리 구동 온보드 반도체 칩입니다. 이 데이터는 시스템 시간 및 날짜에서 컴퓨터 시스템의 하드웨어 설정에 이르기까지 다양합니다. 이 CMOS의 가장 좋은 예는 CMOS 메모리에 전원을 공급하는 데 사용되는 코인 셀 배터리입니다.

두 개의 트랜지스터가 OFF 상태에있을 때 직렬 조합은 ON 및 OFF 상태 사이를 전환하는 동안에 만 상당한 전력을 소비합니다. 따라서 MOS 디바이스는 다른 형태의 로직만큼 많은 폐열을 생성하지 않습니다. 예 : TTL ( 트랜지스터-트랜지스터 로직 ) 또는 MOS 로직, 일반적으로 상태를 변경하지 않을 때에도 약간의 정상 전류가 있습니다. 이를 통해 칩에서 고밀도 로직 기능을 사용할 수 있습니다. 이러한 이유로이 기술은 가장 널리 사용되고 VLSI 칩에 구현됩니다.

CMOS 배터리의 수명

CMOS 배터리의 일반적인 수명은 약 10 년입니다. 그러나 이것은 컴퓨터가있는 환경뿐만 아니라 사용률에 따라 달라질 수 있습니다. CMOS 배터리가 손상되면 컴퓨터는 컴퓨터가 꺼지면 정확한 시간을 유지할 수 없습니다. 예를 들어 컴퓨터를 켜면 날짜와 시간이 1990 년 1 월 1 일 오후 12시와 1 월 1 일로 설정된 것처럼 알 수 있습니다. 따라서이 오류는 주로 CMOS 배터리가 고장 났음을 나타냅니다.

CMOS 인버터

디지털 회로 설계의 모든 IC 기술에서 기본 요소는 로직 인버터입니다. 인버터 회로의 작동을주의 깊게 이해하면 결과를 논리 게이트 및 복잡한 회로의 설계로 확장 할 수 있습니다.

CMOS 인버터는 가장 널리 사용되는 MOSFET 인버터로 칩 설계에 사용됩니다. 이 인버터는 전력 손실이 적고 고속으로 작동 할 수 있습니다. 또한 CMOS 인버터는 우수한 로직 버퍼 특성을 가지고 있습니다. 인버터에 대한 간단한 설명은 인버터 작동에 대한 기본적인 이해를 제공합니다. 상이한 i / p 전압에서의 MOSFET 상태 및 전류로 인한 전력 손실.

CMOS 인버터

CMOS 인버터에는 게이트 및 드레인 단자에 연결된 PMOS 및 NMOS 트랜지스터, PMOS 소스 단자에 전압 공급 VDD, NMOS 소스 단자에 GND가 연결되어 있으며 여기서 Vin은 게이트 단자와 Vout에 연결됩니다. 배수 단자에 연결됩니다.

CMOS에는 저항이 없으므로 일반 저항 MOSFET 인버터보다 전력 효율이 더 높다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. CMOS 장치의 입력 전압이 0 ~ 5V 사이에서 변하기 때문에 NMOS 및 PMOS의 상태도 그에 따라 달라집니다. 각 트랜지스터를 Vin에 의해 활성화 된 간단한 스위치로 모델링하면 인버터의 작동을 매우 쉽게 볼 수 있습니다.

CMOS 장점

CMOS 트랜지스터는 전력을 효율적으로 사용합니다.

• 이러한 장치는 이미지 센서, 데이터 변환기 등과 같은 아날로그 회로가있는 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. NMOS에 비해 CMOS 기술의 장점은 다음과 같습니다.
• 매우 낮은 정적 전력 소비
• 회로의 복잡성 감소
• 칩의 고밀도 로직 기능
• 낮은 정적 전력 소비
• 높은 노이즈 내성
• CMOS 트랜지스터가 한 조건에서 다른 조건으로 변경되면 전류를 사용합니다.
• 또한 무료 반도체는 상호 작용하여 O / P 전압을 제한합니다. 그 결과 열을 덜 제공하는 저전력 설계입니다.
• 이러한 이유로 이러한 트랜지스터는 카메라 센서의 CCD 및 대부분의 최신 프로세서에서 사용되는 다른 초기 설계를 변경했습니다.

CMOS 애플리케이션

CMOS는 하드 드라이브의 구성과 다른 데이터를 저장하는 데 사용되는 배터리를 통해 전원이 공급되는 칩의 한 종류입니다.

일반적으로 CMOS 칩은 RTC (실시간 클록)와 마이크로 컨트롤러 및 마이크로 프로세서 내의 CMOS 메모리를 제공합니다.

NMOS 기술

NMOS 로직은 n 형 MOSFET을 사용하여 p 형 트랜지스터 내에서 반전 레이어를 만들어 작동합니다. 이 층은 소스 및 드레인 단자와 같은 n 유형 사이에서 전자를 전도하는 n 채널 층으로 알려져 있습니다. 이 채널은 세 번째 단자 즉 게이트 단자에 전압을 가하여 생성 할 수 있습니다. 다른 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터와 마찬가지로 nMOS 트랜지스터에는 차단, 삼극관, 포화 및 속도 포화와 같은 다양한 작동 모드가 포함됩니다.

NMOS의 로직 제품군은 N 채널 MOSFET을 사용합니다. NMOS 디바이스 (N- 채널 MOS)는 NMOS가 더 높은 밀도를 제공하는 P- 채널 디바이스를 통해 비교할 때 각 트랜지스터에 대해 더 작은 칩 영역을 필요로합니다. NMOS 로직 제품군은 N 채널 장치 내에서 전하 캐리어의 높은 이동성으로 인해 고속도 제공합니다.

따라서 대부분의 마이크로 프로세서 및 MOS 장치는 NMOS 로직을 사용하고 그렇지 않으면 DMOS, HMOS, VMOS 및 DMOS와 같은 일부 구조적 변형을 사용하여 전파 지연을 줄입니다.

NMOS는 네거티브 채널 금속 산화물 반도체 일 뿐이며 en-moss로 발음됩니다. 음전하를 띠는 반도체입니다. 그래서 트랜지스터는 전자의 움직임에 의해 ON / OFF됩니다. 반대로 포지티브 채널 MOS-PMOS는 전자 공석을 이동하여 작동합니다. NMOS는 PMOS보다 빠릅니다.

네거티브 채널 금속 산화물 반도체

NMOS의 설계는 n 형과 p 형과 같은 두 가지 기판을 통해 수행 할 수 있습니다. 이 트랜지스터에서 전하 캐리어의 대부분은 전자입니다. PMPS와 NMOS의 조합을 CMOS 기술이라고합니다. 이 기술은 주로 유사한 출력에서 ​​작동하는 데 적은 에너지를 사용하고 작동 전반에 걸쳐 저소음을 생성합니다.

게이트 터미널에 전압이 주어지면 바디 내의 구멍과 같은 전하 캐리어가 게이트 터미널에서 멀어지게됩니다. 이를 통해 소스 및 드레인과 같은 두 단자 사이에 n 형 채널을 구성 할 수 있으며, 유도 된 n 형 채널을 사용하여 두 단자에서 소스에서 드레인으로 전자를 사용하여 전류의 흐름을 전도 할 수 있습니다.

NMOS 트랜지스터는 설계와 제조가 매우 쉽습니다. NMOS 로직 게이트를 사용하는 회로는 회로가 비활성화되면 정적 전력을 소비합니다. 출력이 낮아지면 DC 전류가 로직 게이트 전체에 공급됩니다.

NMOS 인버터

인버터 회로는 i / p와 반대 논리 레벨을 나타내는 전압을 o / ps합니다. NMOS 인버터 다이어그램은 트랜지스터와 결합 된 단일 NMOS 트랜지스터를 사용하여 구성된 다음과 같습니다.

NMOS 인버터

NMOS와 CMOS의 차이점

NMOS와 CMOS의 차이점은 표 형식으로 설명합니다.

CMOS 기술이 NMOS 기술보다 선호되는 이유

CMOS는 Complementary Metal-Oxide-Semiconductor의 약자입니다. 한편, NMOS는 금속 산화물 반도체 MOS 또는 MOSFET (metal-oxide-semiconductor 전계 효과 트랜지스터 ). CMOS는 설계에 PMOS 및 MOS 트랜지스터를 모두 사용하고 NMOS는 설계에 FET 만 사용하는 두 가지 로직 제품군입니다. CMOS는 NMOS보다 선택됩니다. 임베디드 시스템 설계 . CMOS는 로직 o와 1을 모두 전파하는 반면 NMOS는 VDD 인 로직 1 만 전파하기 때문입니다. 하나를 통과 한 후의 O / P, NMOS 게이트는 VDD-Vt가됩니다. 따라서 CMOS 기술이 선호됩니다.

CMOS 로직 게이트에서 n 형 MOSFET 세트는 저전압 전원 공급 장치 레일과 출력 사이의 풀다운 네트워크에 배치됩니다. NMOS 로직 게이트의 부하 저항 대신 CMOS 로직 게이트에는 고전압 레일과 출력 사이의 풀업 네트워크에 P 형 MOSFET 모음이 있습니다. 따라서 두 트랜지스터의 게이트가 동일한 입력에 연결되어있는 경우 n 형 MOSFET이 꺼져있을 때 p 형 MOSFET이 켜지고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

CMOS와 NMOS는 모두 집적 회로를 구성하는 데 사용되는 디지털 기술의 성장에서 영감을 받았습니다. CMOS와 NMOS 모두 디지털 논리 회로 및 기능, 정적 RAM 및 마이크로 프로세서. 이들은 아날로그 회로 용 데이터 변환기 및 이미지 센서로 사용되며 다양한 전화 통신 모드를위한 트랜스 리셉터에도 사용됩니다. CMOS와 NMOS는 모두 아날로그 및 디지털 회로의 트랜지스터와 동일한 기능을 가지고 있지만 많은 사람들이 여전히 많은 장점 때문에 후자보다 CMOS 기술을 선택합니다.

NMOS와 비교할 때 CMOS 기술은 품질면에서 최고입니다. 특히 저 정전 전력 활용, 내 노이즈 성 등의 특징에있어서 CMOS 기술은 에너지를 절약하고 열을 발생시키지 않는다. 비용이 많이 들지만 복잡한 구성 때문에 많은 사람들이 CMOS 기술을 선호하기 때문에 암시장에서 CMOS에 사용되는 기술을 조작하기가 어렵습니다.

그만큼 CMOS 기술 이 기사에서는 인버터와 NMOS 기술의 차이점에 대해 간략하게 설명합니다. 따라서 CMOS 기술은 임베디드 시스템 설계에 가장 적합합니다. 이 기술에 대한 더 나은 이해를 위해 아래에 의견으로 질문을 게시하십시오.