Razlika između CMOS i NMOS tehnologije

Razlika između CMOS i NMOS tehnologije

Najpopularniji MOSFET tehnologija (poluvodička tehnologija) koja je danas dostupna je CMOS tehnologija ili komplementarna MOS tehnologija. CMOS tehnologija je vodeća poluvodička tehnologija za ASIC-ove, memorije, mikroprocesore. Glavna prednost CMOS tehnologije nad BIPOLAR i NMOS tehnologijom je rasipanje snage - kada se sklop prebaci, tada se samo snaga rasipa. To omogućuje postavljanje mnogih CMOS vrata na integrirani krug nego u bipolarnoj i NMOS tehnologiji. Ovaj članak govori o razlici između CMOS i NMOS tehnologije.



Uvod u IC tehnologiju

Silicij IC tehnologija mogu se klasificirati u vrste: bipolarni, poluvodič metalnog oksida i biCMOS.


IC tehnologija

IC tehnologija





Struktura bipolarnih tranzistora ima PNP ili NPN. U ovim vrste tranzistora , mala količina struje u debljem osnovnom sloju kontrolira velike struje između emitora i kolektora. Osnovne struje ograničavaju gustoću integracije bipolarnih uređaja.

Metal-oksid-poluvodič dalje se razvrstava u različite tehnologije pod PMOS, NMOS i CMOS. Ti uređaji uključuju poluvodič, oksid i metalna vrata. Trenutno se Polysilicon češće koristi kao vrata. Kada se na vrata primijeni napon, on kontrolira struju između izvora i odvoda. Budući da troše manje energije, a MOS omogućuje veću integraciju.



BiCMOS tehnologija zapošljava i CMOS i bipolarne tranzistore koji su integrirani na isti poluvodički čip. CMOS tehnologija nudi visoku I / P i malu O / P impedansu, veliku gustoću pakiranja, simetrične granice buke i malu disipaciju snage. BiCMOS tehnologija omogućila je kombiniranje bipolarnih uređaja i CMOS tranzistora u jednom procesu uz razumne troškove kako bi se postigla integracija MOS logike velike gustoće

Razlika između CMOS i NMOS tehnologije

Razlika između CMOS tehnologije i NMOS tehnologije može se lako razlikovati s njihovim principima rada, prednostima i nedostacima kako je raspravljeno.


CMOS tehnologija

Komplementarni metal-oksid-poluvodič (CMOS tehnologija) koristi se za izradu IC-a, a ta se tehnologija koristi u digitalnim logičkim krugovima, mikroprocesorima, mikrokontrolerima i statičnom RAM-u. CMOS tehnologija također se koristi u nekoliko analognih sklopova poput pretvarača podataka, senzora slike i u visoko integriranim primopredajnicima. Glavne značajke CMOS tehnologije su mala potrošnja statičke energije i velika otpornost na buku.

komplementarni metal oksidni poluvodic

komplementarni metal oksidni poluvodic

CMOS (komplementarni metal-oksid-poluvodič) je ugrađeni poluvodički čip na baterije koji se koristi za pohranu podataka u računala. Ti se podaci kreću od vremena i datuma sustava do hardverskih postavki sustava za vaše računalo. Najbolji primjer ovog CMOS-a je novčana baterija koja se koristi za napajanje memorije CMOS-a.

Kada je nekoliko tranzistora u stanju ISKLJUČENO, kombinacija serija crpi značajnu snagu samo tijekom prebacivanja između stanja UKLJ. Dakle, MOS uređaji ne generiraju toliko otpadne topline kao drugi oblici logike. Na primjer, TTL ( Tranzistor-tranzistorska logika ) ili MOS logike, koje obično imaju neku stalnu struju čak i kad ne mijenjaju stanje. To omogućuje veliku gustoću logičkih funkcija na čipu. Iz tog razloga ova se tehnologija najčešće koristi i implementira u VLSI čipove.

Životni vijek CMOS baterije

Uobičajeni životni vijek CMOS baterije je približno 10 godina. No, to se može promijeniti ovisno o načinu korištenja, kao i okolini gdje god računalo postojalo. Ako se CMOS baterija ošteti, računalo ne može održavati točno vrijeme u suprotnom datumu nakon isključivanja računala. Na primjer, nakon što je računalo UKLJUČENO, datum i vrijeme mogu se primijetiti kao postavljeni na 12:00 i 1. siječnja 1990. Dakle, ova pogreška uglavnom navodi da CMOS baterija nije uspjela.

CMOS pretvarač

Za bilo koju IC tehnologiju u projektiranju digitalnih sklopova, osnovni je element logički pretvarač. Nakon što se pažljivo shvati rad kruga pretvarača, rezultati se mogu proširiti na dizajn logičkih vrata i složenih sklopova.

CMOS pretvarači su najčešće korišteni MOSFET pretvarači koji se koriste u dizajnu čipova. Ovi pretvarači mogu raditi velikom brzinom i s manje gubitaka energije. Također, CMOS pretvarač ima dobre karakteristike logičkog međuspremnika. Kratki opis pretvarača daje osnovno razumijevanje rada pretvarača. MOSFET stanja se razlikuju kod različitih napona i / p i gubitaka snage uslijed električne struje.

CMOS pretvarač

CMOS pretvarač

CMOS pretvarač ima PMOS i NMOS tranzistor koji je povezan na priključcima vrata i odvoda, VDD za napajanje naponom na izvornom terminalu PMOS-a i GND spojen na izvornom terminalu NMOS-a, gdje je Vin spojen na priključke ulaza i Vout je spojen na odvodne stezaljke.

Važno je primijetiti da CMOS nema otpornike, što ga čini energetski učinkovitijim od uobičajenog otporničko-MOSFET pretvarača. Kako napon na ulazu CMOS uređaja varira između 0 i 5 volti, stanje NMOS-a i PMOS-a varira u skladu s tim. Ako svaki tranzistor modeliramo kao jednostavnu sklopku koju aktivira Vin, rad pretvarača može se vidjeti vrlo lako.

Prednosti CMOS-a

CMOS tranzistori učinkovito koriste električnu energiju.

  • Ti se uređaji koriste u nizu aplikacija s analognim krugovima poput senzora slike, pretvarača podataka itd. Prednosti CMOS tehnologije nad NMOS-om su sljedeće.
  • Vrlo mala potrošnja statičke energije
  • Smanjite složenost sklopa
  • Logička funkcija velike gustoće na čipu
  • Niska statička potrošnja energije
  • Visoka imunost na buku
  • Kada se CMOS tranzistori promijene iz jednog stanja u drugo, tada koriste električnu struju.
  • Uz to, besplatni poluvodiči međusobno ograničavaju o / p napon. Rezultat je dizajn male snage koji pruža manje topline.
  • Iz tog su razloga ovi tranzistori promijenili druge ranije dizajne poput CCD-a u senzorima kamere, kao i koji se koriste u većini trenutnih procesora.

CMOS aplikacije

CMOS je jedna vrsta čipa koji se napaja putem baterije koja služi za pohranu konfiguracije tvrdog diska, kao i ostalih podataka.

CMOS čipovi obično nude RTC (sat u stvarnom vremenu), kao i CMOS memoriju unutar mikrokontrolera, kao i mikroprocesora.

NMOS tehnologija

NMOS logika koristi MOSFET-ove n-tipa za rad stvaranjem inverzijskog sloja unutar tranzistora p-tipa. Ovaj sloj poznat je kao sloj n-kanala koji provodi elektrone između terminala izvora i odvoda poput n-tipa. Ovaj se kanal može stvoriti primjenom napona prema trećem terminalu, naime terminalu vrata. Slično ostalim tranzistorima s poljskim efektima od metalnog oksida s poljskim efektom, nMOS tranzistori uključuju različite načine rada poput presijecanja, triode, zasićenja i zasićenja brzinom.

Logička obitelj NMOS-a koristi N-kanalne MOSFET-ove. NMOS uređaji (N-kanalni MOS) trebaju manje područje čipa za svaki tranzistor u usporedbi s P-kanalnim uređajima, gdje NMOS daje veću gustoću. Obitelj logike NMOS daje i velike brzine zbog velike pokretljivosti nosača naboja unutar N-kanalnih uređaja.

Dakle, većina mikroprocesora i MOS uređaja koriste NMOS logiku, inače neke strukturne varijacije poput DMOS-a, HMOS-a, VMOS-a i DMOS-a kako bi se smanjilo kašnjenje širenja.

NMOS nije ništa drugo nego poluvodič metalnog oksida negativnog kanala, izgovara se kao en-mahovina. To je vrsta poluvodiča koji se negativno puni. Tako da se tranzistori UKLJUČUJU / ISKLJUČUJU kretanjem elektrona. Nasuprot tome, pozitivni kanal MOS -PMOS djeluje pomicanjem slobodnih mjesta elektrona. NMOS je brži od PMOS-a.

Poluvodič metalnog oksida negativnog kanala

Poluvodič metalnog oksida negativnog kanala

Dizajn NMOS-a može se izvesti putem dvije podloge poput n-tipa kao i p-tipa. U ovom tranzistoru većinu nosača naboja čine elektroni. Znamo da se kombinacija PMPS-a i NMOS-a naziva CMOS tehnologija. Ova tehnologija uglavnom koristi manje energije za rad na sličnom izlazu i stvara nisku razinu buke tijekom svog rada.

Jednom kada se naponu dadne napon, tada se nosači naboja poput rupa u tijelu motiviraju dalje od terminala vrata. To omogućuje konfiguraciju kanala n-tipa između dva terminala poput izvora i odvoda i protok struje može se provoditi pomoću elektrona s dva terminala od izvora do odvoda pomoću induciranog kanala n-tipa.

NMOS tranzistor vrlo je lako dizajnirati, kao i izraditi. Sklopovi koji koriste NMOS logička vrata troše statičku snagu kad je sklop neaktivan. Kako se istosmjerna struja opskrbljuje kroz logička vrata kad je izlaz nizak.

NMOS pretvarač

Sklop pretvarača o / ps napon koji predstavlja suprotnu logičku razinu od njegovog i / p. Dijagram NMOS pretvarača prikazan je dolje koji je konstruiran pomoću jednog NMOS tranzistora povezanog s tranzistorom.

NMOS pretvarač

NMOS pretvarač

Razlika između NMOS-a i CMOS-a

Razlika između NMOS-a i CMOS-a raspravlja se u tabličnom obliku.

CMOS

NMOS

CMOS označava komplementarni metal-oksid-poluvodičNMOS je kratica od poluprovodnika metalnog oksida tipa N
Ova se tehnologija koristi za izradu IC-a koji se koriste u različitim aplikacijama poput baterija, elektroničkih komponenata, senzora slike, digitalnih fotoaparata.NMOS tehnologija koristi se za izradu logičkih ulaza kao i digitalnih sklopova
CMOS koristi simetrične kao i komplementarne parove MOSFET-ova poput MOSFET-a tipa p i n-tipa za rad logičkih funkcijaRad NMOS tranzistora može se izvršiti izradom inverzijskog sloja unutar tijela tranzistora tipa p
Načini rada CMOS-a su akumulacija poput iscrpljivanja i inverzijeNMOS ima četiri načina rada koji simuliraju druge vrste MOSFET-ova poput presijecanja, triode, zasićenja i zasićenja brzinom.
CMOS karakteristike su mala potrošnja statičke energije kao i velika otpornost na buku i.Karakteristike NMOS tranzistora su, kad se napon poveća na gornjoj elektrodi, tada će privlačenje elektrona biti prema površini. U određenom rasponu napona, koji ćemo ukratko opisati poput praga napona, gdje će gustoća elektrona izvana premašiti gustoću rupa.
CMOS se koristi u digitalnim logičkim sklopovima, mikroprocesorima, SRAM-u (statički RAM) i mikrokontrolerimaNMOS se koristi za implementaciju digitalnih sklopova kao i logičkih vrata.
Razina CMOS logike je 0 / 5VRazina NMOS logike uglavnom ovisi o beta omjeru, kao i o lošim granicama buke
Vrijeme prijenosa CMOS-a je tJa= tfVrijeme prijenosa CMOS-a je tJa> tf
Izgled CMOS-a je pravilnijiIzgled NMOS-a je nepravilan
Omjer opterećenja ili pogona CMOS-a je 1: 1/2: 1Omjer opterećenja ili pogona NMOS-a je 4: 1
Gustoća pakiranja je manja, 2N uređaj za N-ulazeGustoća pakiranja je gušća, N + 1 uređaj za N-ulaze
Napajanje se može mijenjati od 1,5 do 15V VIH / VIL, fiksni udio VDDNapajanje je fiksno na temelju VDD
Prijenosna vrata CMOS-a dobro će proći obje logikeSamo prolaz '0', dobro prolaz '1' imat će VTpad
Shema pred-punjenja CMOS-a je, jer su i n & p dostupni za sabirnicu za pred-punjenje do Vdd/ VSSJednostavno naplaćuje od Vdddo VTosim koristiti bootstrapping
U stanju čekanja rasipanje snage je nulaU NMOS-u, kada je izlaz '0', snaga se raspršuje

Zašto je CMOS tehnologija prednost nad NMOS tehnologijom

CMOS označava komplementarni metal-oksid-poluvodič. S druge strane, NMOS je metalni oksidni poluvodič MOS ili MOSFET (metal-oksid-poluvodič tranzistor s efektom polja ). To su dvije logičke obitelji, gdje CMOS za dizajn koristi i PMOS i MOS tranzistore, a NMOS za dizajn koristi samo FET-ove. CMOS je odabran umjesto NMOS-a za dizajn ugrađenog sustava . Jer, CMOS širi i logiku o i 1, dok NMOS širi samo logiku 1 koja je VDD. O / P nakon prolaska kroz jedan, NMOS ulaz bio bi VDD-Vt. Stoga se daje prednost CMOS tehnologiji.

U CMOS logičkim vratima, skup MOSFET-ova n-tipa smješten je u padajućoj mreži između niskonaponske opskrbne tračnice i izlaza. Umjesto otpora opterećenja NMOS logičkih vrata, CMOS logička vrata imaju kolekciju MOSFET-ova tipa P u izvlačnoj mreži između visokonaponske tračnice i izlaza. Stoga, ako su oba tranzistora priključena na isti ulaz, MOSFET p-tipa bit će uključen kad je MOSFET n-tipa isključen, i obrnuto.

CMOS i NMOS nadahnuti rastom digitalnih tehnologija koje se koriste za izradu integriranih sklopova. I CMOS i NMOS se koriste u mnogim digitalni logički sklopovi i funkcije, statički RAM i mikroprocesori. Oni se koriste kao pretvarači podataka i senzori slike za analogne sklopove, a također se koriste u Trans-receptorima za mnoge načine telefonske komunikacije. Iako i CMOS i NMOS imaju istu funkciju kao tranzistori i za analogni i za digitalni krug, ali mnogi ljudi i dalje odabiru CMOS tehnologiju u odnosu na potonju zbog mnogih prednosti.

U usporedbi s NMOS-om, CMOS tehnologija vrhunska je u kvaliteti. Što se tiče njegovih značajki poput nisko-statičkog iskorištavanja snage i otpornosti na buku, CMOS tehnologija štedi energiju i ne proizvodi toplinu. Iako skupo, mnogi ljudi preferiraju CMOS tehnologiju zbog njenog složenog sastava, što crnom tržištu otežava proizvodnju tehnologije koju koristi CMOS.

The CMOS tehnologija i NMOS tehnologiji, zajedno sa svojim pretvaračima, razlike su ukratko razmatrane u ovom članku. Stoga je CMOS tehnologija najbolja za dizajn ugrađenog sustava. Da biste bolje razumjeli ovu tehnologiju, molimo objavite svoje upite kao svoje komentare u nastavku.