CMOS 代表“互补金属氧化物半导体”。这是计算机芯片设计行业较流行的技术之一，如今被广泛用于形成众多不同应用中的集成电路。当今的计算机内存、CPU 和手机都利用了这项技术，因为它有几个关键优势。该技术同时利用了 P 通道和 N 通道半导体器件。当今较流行的 MOSFET 技术之一是互补 MOS 或 CMOS 技术。这是微处理器、微控制器芯片、RAM、ROM、EEPROM 等存储器和专用集成电路 (ASIC) 的主要半导体技术。

　　MOS技术简介

　　在 IC 设计中，较基本、重要的组件是晶体管。因此，MOSFET 是许多应用中使用的一种晶体管。这种晶体管的形成可以像三明治一样完成，包括半导体层、单晶硅切片、二氧化硅层和金属层。这些层允许晶体管在半导体材料内形成。像 Sio2 这样的良好绝缘体具有一层厚度为一百个分子的薄层。

　　红桃国际 用多晶硅 (poly) 代替金属作为栅极部分的晶体管。FET 的多晶硅栅极几乎可以用大规模 IC 中的金属栅极代替。有时，多晶硅和金属 FET 都被称为 IGFET，即绝缘栅极 FET，因为栅极下方的 Sio2 是绝缘体。

　　CMOS(互补金属氧化物半导体)

　　CMOS 相对于 NMOS 和 BIPOLAR 技术的主要优势是功耗小得多。与 NMOS 或 BIPOLAR 电路不同，互补 MOS 电路几乎没有静态功耗。只有在电路实际切换时才会耗散功率。这允许在 IC 上集成比 NMOS 或双极技术更多的 CMOS 门，从而实现更好的性能。互补金属氧化物半导体晶体管由 P 沟道 MOS (PMOS) 和 N 沟道 MOS (NMOS) 组成。

　　NMOS

　　NMOS 建立在 p 型衬底上，n 型源极和漏极扩散于其上。在 NMOS 中，大多数载流子是电子。当向栅极施加高电压时，NMOS 将导通。同样，当向栅极施加低电压时，NMOS 将不导通。NMOS 被认为比 PMOS 更快，因为 NMOS 中的载流子(电子)的移动速度是空穴的两倍。

　　PMOS

　　P 沟道 MOSFET 由扩散在 N 型衬底上的 P 型源极和漏极组成。大多数载流子是空穴。当栅极施加高电压时，PMOS 不会导通。当栅极施加低电压时，PMOS 会导通。PMOS 器件比 NMOS 器件更能抵抗噪声。

　　CMOS工作原理

　　在 CMOS 技术中，N 型和 P 型晶体管均用于设计逻辑功能。打开一种晶体管的信号与关闭另一种晶体管的信号相同。此特性允许仅使用简单开关来设计逻辑器件，而无需上拉电阻。

　　在 CMOS逻辑门中，一组 n 型 MOSFET 被布置在输出和低压电源轨(Vss 或通常为接地)之间的下拉网络中。CMOS 逻辑门没有 NMOS 逻辑门的负载电阻，而是在输出和高压轨(通常称为 Vdd)之间的上拉网络中布置了一组 p 型 MOSFET。

　　因此，如果 p 型和 n 型晶体管的栅极都连接到同一输入，则当 n 型 MOSFET 关断时，p 型 MOSFET 将导通，反之亦然。如下图所示，网络的排列方式是，对于任何输入模式，一个导通，另一个关断。

　　CMOS 具有相对较高的速度、较低的功耗、两种状态下的高噪声容限，并且可以在很宽的源电压和输入电压范围内工作(前提是源电压固定)。此外，为了更好地理解互补金属氧化物半导体的工作原理，红桃国际 需要简要讨论 CMOS 逻辑门。

　　哪些设备使用 CMOS?

　　CMOS 等技术用于各种芯片，如微控制器、微处理器、SRAM(静态 RAM)和其他数字逻辑电路。该技术广泛用于各种模拟电路，包括数据转换器、图像传感器和用于多种通信的高度集成收发器。

　　CMOS 电池的使用寿命

　　CMOS 电池的典型使用寿命约为 10 年。但是，这可能会根据 PC 的使用情况和环境而改变。

　　CMOS特性

　　CMOS 较重要的特性是静态功耗低、抗噪性强。当 MOSFET 晶体管对中的单个晶体管关闭时，串联组合在开启和关闭两种状态之间切换时会消耗大量功率。

　　因此，与其他类型的逻辑电路(如 TTL 或 NMOS 逻辑)相比，这些设备不会产生废热，即使它们不改变状态，也会使用一些静态电流。

　　CMOS的这些特性使得在集成电路上可以高密度地集成逻辑功能。正因为如此，CMOS已经成为VLSI芯片中较常用的技术。

　　MOS 这个词语指的是 MOSFET 的物理结构，其中包括一个带有金属栅极的电极，该电极位于半导体材料的氧化物绝缘体的顶部。

　　铝之类的材料只使用过一次，但现在该材料已变为多晶硅。其他金属栅极的设计可通过 CMOS 工艺中高介电常数材料的出现而实现。

　　优点

　　CMOS的优点包括以下几点。

　　CMOS 相对于 TTL 的主要优势是噪声容限好，功耗低。这是因为 VDD 到 GND 没有直接的导电通道，下降时间取决于输入条件，因此通过 CMOS 芯片传输数字信号将变得容易且成本低廉。

　　它使用单个电源，如 + VDD；

　　这些门非常简单；

　　输入阻抗高；

　　CMOS 逻辑在保持设定状态时消耗的电量较少；

　　功耗可以忽略不计；

　　扇出度高；

　　TTL 兼容性；

　　温度稳定性；

　　抗噪性好；

　　设计很好；

　　机械坚固；

　　逻辑摆幅较大(VDD)；

　　CMOS 应用

　　互补 MOS 工艺得到广泛应用，并从根本上取代了几乎所有数字逻辑应用中的 NMOS 和双极工艺。CMOS 技术已用于以下数字 IC 设计。

　　计算机内存、CPU

　　微处理器设计

　　闪存芯片设计

　　用于设计专用集成电路 (ASIC)

　　因此，CMOS晶体管非常有名，因为它们能高效地利用电能。当它们从一种状态转变为另一种状态时，它们不会消耗电源。此外，互补半导体相互作用以阻止 o/p 电压。结果是低功耗设计，产生更少的热量，由于这个原因，这些晶体管已经取代了其他早期设计，如相机传感器内的 CCD，并用于大多数当前处理器。计算机中 CMOS 的内存是一种非易失性 RAM，用于存储 BIOS 设置以及时间和日期信息。