CMOS ve NMOS Teknolojisi arasındaki fark

En popüler MOSFET teknolojisi (yarı iletken teknolojisi) bugün mevcut olan CMOS teknolojisi veya tamamlayıcı MOS teknolojisidir. CMOS teknolojisi, ASIC'ler, bellekler, mikro işlemciler için önde gelen yarı iletken teknolojisidir. CMOS teknolojisinin BIPOLAR ve NMOS teknolojisine göre temel avantajı, güç dağıtımıdır - devre değiştirildiğinde, yalnızca güç dağılır. Bu, Bipolar ve NMOS teknolojisinde olduğundan çok sayıda CMOS geçidinin entegre bir devreye takılmasına izin verir. Bu makale CMOS ve NMOS teknolojisi arasındaki farkı tartışmaktadır.

IC Teknolojisine Giriş

Silikon IC teknolojisi tipler olarak sınıflandırılabilir: Bipolar, bir Metal oksit yarı iletken ve BiCMOS.

IC Teknolojisi

Bipolar transistörlerin yapısı PNP veya NPN'ye sahiptir. Bunların içinden transistör türleri Daha kalın taban katmanındaki az miktardaki akım, yayıcı ve toplayıcı arasındaki büyük akımları kontrol eder. Baz akımlar, iki kutuplu cihazların entegrasyon yoğunluğunu sınırlar.

Bir metal oksit yarı iletken ayrıca PMOS, NMOS ve CMOS altında farklı teknolojiler olarak sınıflandırılır. Bu cihazlar bir yarı iletken, oksit ve bir metal geçit içerir. Şu anda, Polysilicon daha yaygın olarak bir kapı olarak kullanılmaktadır. Kapıya voltaj uygulandığında, kaynak ve boşaltma arasındaki akımı kontrol eder. Daha az güç tükettiklerinden ve MOS daha yüksek entegrasyona izin verir.

BiCMOS Teknolojisi hem CMOS hem de Bipolar transistörleri kullanır, bunlar aynı yarı iletken çip üzerine entegre edilmiştir. CMOS teknolojisi, yüksek I / P ve düşük O / P empedansı, yüksek paketleme yoğunluğu, simetrik gürültü marjları ve düşük güç dağılımı sunar. BiCMOS teknolojisi, MOS mantığının yüksek yoğunluklu entegrasyonunu elde etmek için iki kutuplu cihazları ve CMOS transistörleri makul bir maliyetle tek bir işlemde birleştirmeyi mümkün kılmıştır.

CMOS ve NMOS teknolojisi Arasındaki Fark

CMOS teknolojisi ile NMOS teknolojisi arasındaki fark, tartışıldığı gibi çalışma prensipleri, avantajları ve dezavantajları ile kolayca ayırt edilebilir.

CMOS Teknolojisi

Tamamlayıcı metal oksit yarı iletken (CMOS teknolojisi), IC'leri oluşturmak için kullanılır ve bu teknoloji, dijital mantık devrelerinde, mikro işlemcilerde, mikro denetleyicilerde ve statik RAM'de kullanılır. CMOS teknolojisi ayrıca veri dönüştürücüler, görüntü sensörleri gibi çeşitli analog devrelerde ve yüksek düzeyde entegre alıcı-vericilerde kullanılır. CMOS teknolojisinin temel özellikleri, düşük statik güç tüketimi ve yüksek gürültü bağışıklığıdır.

Tamamlayıcı Metal Oksit Yarı İletken

CMOS (tamamlayıcı metal oksit yarı iletken), verileri bilgisayarlarda depolamak için kullanılan, pille çalışan yerleşik yarı iletken bir çiptir. Bu veriler, sistem saati ve tarihinden bilgisayarınız için bir sistemin donanım ayarlarına kadar değişir. Bu CMOS'un en iyi örneği, CMOS belleğine güç sağlamak için kullanılan düğme pildir.

Birkaç transistör KAPALI durumdayken, seri kombinasyonu yalnızca AÇIK ve KAPALI durumları arasında geçiş sırasında önemli miktarda güç çeker. Bu nedenle, MOS cihazları diğer mantık biçimleri kadar atık ısı üretmez. Örneğin, TTL ( Transistör-Transistör Mantığı ) veya durumu değiştirmese bile normalde bir miktar sabit akıma sahip olan MOS mantığı. Bu, bir çip üzerinde yüksek yoğunluklu mantık işlevlerine izin verir. Bu nedenle, bu teknoloji en çok kullanılan ve VLSI yongalarında uygulanmaktadır.

CMOS Pil Ömrü

Bir CMOS pilinin tipik ömrü yaklaşık 10 yıldır. Ancak bu, kullanıma ve bilgisayarın bulunduğu ortama bağlı olarak değişebilir. CMOS pili hasar görürse, bilgisayar kapatıldıktan sonra tam zamanı, aksi takdirde tarihi koruyamaz. Örneğin, bilgisayar bir kez açıldığında, tarih ve saat 12:00 P.M & 1 Ocak 1990 olarak ayarlanmış gibi fark edilebilir. Bu nedenle, bu hata esas olarak CMOS pilinin arızalı olduğunu belirtir.

CMOS Çevirici

Dijital devrelerin tasarımında herhangi bir IC teknolojisi için temel unsur mantık invertörüdür. Bir invertör devresinin çalışması dikkatlice anlaşıldığında, sonuçlar mantık kapılarının ve karmaşık devrelerin tasarımına genişletilebilir.

CMOS inverterler, çip tasarımında en yaygın kullanılan MOSFET inverterlerdir. Bu inverterler yüksek hızda ve daha az güç kaybıyla çalışabilir. Ayrıca CMOS invertör, iyi mantıksal tampon özelliklerine sahiptir. İnvertörlerin kısa açıklaması, inverterin çalışması hakkında temel bir anlayış sağlar. MOSFET, farklı i / p voltajlarını ve elektrik akımı nedeniyle güç kayıplarını belirtir.

CMOS Çevirici

Bir CMOS invertör, kapı ve boşaltma terminallerine bağlı bir PMOS ve bir NMOS transistörüne, PMOS kaynak terminalinde bir voltaj beslemesi VDD'ye ve Vin'in kapı terminallerine ve Vout'a bağlı olduğu NMOS kaynak terminaline bağlı bir GND'ye sahiptir. tahliye terminallerine bağlanır.

CMOS'un herhangi bir direncine sahip olmadığını fark etmek önemlidir, bu da onu normal bir dirençli MOSFET invertöründen daha verimli hale getirir. CMOS cihazının girişindeki voltaj 0 ile 5 volt arasında değiştiğinden NMOS ve PMOS'un durumu buna göre değişir. Her bir transistörü Vin tarafından etkinleştirilen basit bir anahtar olarak modellersek, eviricinin operasyonları çok kolay görülebilir.

CMOS Avantajları

CMOS transistörler, elektrik gücünü verimli bir şekilde kullanır.

• Bu cihazlar, görüntü sensörleri, veri dönüştürücüler, vb. Gibi analog devrelerle bir dizi uygulamada kullanılır. CMOS teknolojisinin NMOS'a göre avantajları aşağıdaki gibidir.
• Çok düşük statik güç tüketimi
• Devrenin karmaşıklığını azaltın
• Bir çip üzerindeki yüksek yoğunluklu mantık fonksiyonları
• Düşük statik güç tüketimi
• Yüksek gürültü bağışıklığı
• CMOS transistörleri bir durumdan diğerine değiştiğinde, elektrik akımı kullanırlar.
• Ek olarak, tamamlayıcı yarı iletkenler karşılıklı olarak çalışarak o / p voltajını sınırlar. Sonuç, daha az ısı sağlayan düşük güçlü bir tasarımdır.
• Bu nedenle, bu transistörler, mevcut işlemcilerin çoğunda kullanılmasının yanı sıra kamera sensörlerinde CCD'ler gibi diğer eski tasarımları değiştirdi.

CMOS Uygulamaları

CMOS, bir sabit sürücünün yapılandırmasını ve diğer verileri depolamak için kullanılan bir pilden güç alan bir tür çiptir.

Genellikle, CMOS çipleri bir mikroişlemci ve bir mikroişlemci içinde RTC (gerçek zamanlı saat) ve CMOS belleği sağlar.

NMOS Teknolojisi

NMOS mantığı, bir p-tipi transistör içinde bir ters çevirme katmanı oluşturarak çalışmak için n-tipi MOSFET'leri kullanır. Bu katman, elektronları n tipi gibi kaynak ve boşaltma terminalleri arasında ileten n kanal katmanı olarak bilinir. Bu kanal, 3. terminale yani kapı terminaline gerilim uygulanarak oluşturulabilir. Diğer metal oksit yarı iletken alan etkili transistörlere benzer şekilde nMOS transistörleri, kesme, triyot, doygunluk ve hız doygunluğu gibi farklı çalışma modları içerir.

NMOS'un mantık ailesi N-kanallı MOSFET'leri kullanır. NMOS cihazları (N-kanal MOS), NMOS'un daha yüksek bir yoğunluk verdiği P-kanallı cihazlarla karşılaştırıldığında her transistör için daha küçük bir çip bölgesine ihtiyaç duyar. NMOS mantık ailesi, N-kanallı cihazlar içindeki şarj taşıyıcılarının yüksek hareketliliği nedeniyle de yüksek hız sağlar.

Bu nedenle, mikroişlemcilerin ve MOS cihazlarının çoğu NMOS mantığını kullanır, aksi takdirde yayılma gecikmesini azaltmak için DMOS, HMOS, VMOS ve DMOS gibi bazı yapısal varyasyonlar.

NMOS, negatif kanal metal oksit yarı iletkeninden başka bir şey değildir, en-moss olarak telaffuz edilir. Negatif şarj olan bir yarı iletken türüdür. Böylece transistörler, elektronların hareketi ile AÇIK / KAPALI konuma getirilir. Buna karşılık, Pozitif kanal MOS -PMOS, boş elektronları hareket ettirerek çalışır. NMOS, PMOS'tan daha hızlıdır.

Negatif Kanallı Metal Oksit Yarı İletken

NMOS'un tasarımı, n-tipi ve p-tipi gibi iki alt tabaka aracılığıyla yapılabilir. Bu transistörde, yük taşıyıcıların çoğu elektronlardır. PMPS ve NMOS kombinasyonunun CMOS teknolojisi olarak adlandırıldığını biliyoruz. Bu teknoloji temelde benzer bir çıkışta çalışmak için daha az enerji kullanır ve çalışması boyunca düşük gürültü üretir.

Kapı terminaline bir voltaj verildiğinde, vücut içindeki delikler gibi yük taşıyıcıları kapı terminalinden uzaklaştırılır. Bu, kaynak ve boşaltma gibi iki terminal arasında n-tipi bir kanalın konfigürasyonuna izin verir ve akım akışı, indüklenmiş bir n-tipi kanal kullanılarak kaynaktan drenaja iki terminalden elektronlar kullanılarak yürütülebilir.

NMOS transistörün tasarımı ve üretimi çok kolaydır. NMOS mantık kapılarını kullanan devreler, devre devre dışı kaldığında statik güç tüketir. DC akımı, çıkış düşük olduğunda mantık geçidi boyunca sağlandığı için.

NMOS Çevirici

Bir invertör devresi o / ps, i / p'sinin zıt mantık düzeyini temsil eden bir voltajdır. Bir transistör ile birleştirilmiş tek bir NMOS transistörü kullanılarak oluşturulan NMOS inverter diyagramı aşağıda gösterilmektedir.

NMOS Çevirici

NMOS ve CMOS arasındaki fark

NMOS ve CMOS arasındaki fark tablo formunda tartışılmıştır.

Neden CMOS Teknolojisi NMOS Teknolojisine Tercih Ediliyor?

CMOS, Tamamlayıcı Metal Oksit Yarı İletken anlamına gelir. Öte yandan, NMOS bir metal oksit yarı iletken MOS veya MOSFET'tir (metal oksit yarı iletken alan etkili transistör ). Bunlar, CMOS'un tasarım için hem PMOS hem de MOS transistörlerini kullandığı ve NMOS'un tasarım için yalnızca FET'leri kullandığı iki mantık ailesidir. CMOS, NMOS yerine seçilmiştir gömülü sistem tasarımı . Çünkü, CMOS hem mantık o hem de 1'i yayarken NMOS yalnızca VDD olan mantık 1'i yayar. Birinden geçtikten sonra O / P, NMOS kapısı VDD-Vt olacaktır. Bu nedenle CMOS teknolojisi tercih edilmektedir.

CMOS mantık geçitlerinde, bir dizi n-tipi MOSFET, düşük voltajlı güç kaynağı rayı ile çıkış arasındaki aşağıya doğru açılan bir ağa yerleştirilir. NMOS mantık geçitlerinin yük direnci yerine, CMOS mantık kapıları, yüksek voltaj rayı ile çıkış arasındaki bir çekme ağında bir P-tipi MOSFET koleksiyonuna sahiptir. Bu nedenle, her iki transistörün de kapıları aynı girişe bağlıysa, p-tipi MOSFET, n-tipi MOSFET kapalıyken açık olacaktır ve bunun tersi de geçerlidir.

CMOS ve NMOS, entegre devreleri oluşturmak için kullanılan dijital teknolojilerdeki büyümeden ilham aldı. Hem CMOS hem de NMOS birçok dijital mantık devreleri ve işlevler, statik RAM ve mikroişlemciler. Bunlar, analog devreler için veri dönüştürücüleri ve görüntü sensörleri olarak kullanılır ve ayrıca birçok telefon iletişim modu için Trans-alıcılarda kullanılır. Hem CMOS hem de NMOS, hem analog hem de dijital devreler için transistörlerle aynı işleve sahip olsa da, birçok kişi hala birçok avantajı için CMOS teknolojisini ikincisine tercih ediyor.

NMOS ile karşılaştırıldığında, CMOS teknolojisi kalitenin en iyisidir. Özellikle düşük statik güç kullanımı ve gürültü direnci gibi özellikleri söz konusu olduğunda CMOS teknolojisi enerji tasarrufu sağlar ve ısı üretmez. Maliyetli olmasına rağmen, birçok insan karmaşık bileşimi nedeniyle CMOS teknolojisini tercih ediyor, bu da karaborsanın CMOS tarafından kullanılan teknolojiyi üretmesini zorlaştırıyor.

CMOS teknolojisi ve NMOS teknolojisi ile invertörleri arasındaki farklar bu makalede kısaca tartışılmaktadır. Bu nedenle CMOS teknolojisi, gömülü sistem tasarımı için en iyisidir. Bu teknolojiyi daha iyi anlamak için lütfen sorularınızı yorumlarınız olarak aşağıya gönderin.