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cmos原理

CMOS(互補金屬氧化物半導體)技術是一種在數字電子學中廣泛使用的技術,它基於MOSFET(金屬-氧化物-半導體場效應電晶體)的工作原理。MOSFET有三個主要部分:柵極、漏極和源極。柵極由金屬製成,並通過一層氧化物(通常是二氧化矽)與溝道隔離,形成柵極氧化物層。源極和漏極之間存在一個導電通道,該通道的導電性可以通過在柵極上施加電壓來控制。

在CMOS電路中,反相器是其核心組件之一,具有以下特性:

輸出高電平為VDD,低電平為GND

無比邏輯特性,功能不受電晶體相對尺寸的影響。

具有低輸出阻抗和極高的輸入電阻。

理論上具有無窮大的扇出能力,可以驅動多個門電路。

在穩態工作情況下,沒有靜態功耗。

CMOS技術利用PMOS和NMOS電晶體的互補特性,其中一個電晶體在低電壓時導通(PMOS在低電壓時導通,NMOS在高電壓時導通),而另一個電晶體在相應的高電壓時截止。這種組合確保了在任何給定時間點,只有一個電晶體處於導通狀態,從而減少了功耗。此外,CMOS還廣泛套用於存儲器單元,如靜態隨機存儲器(SRAM),它使用多個MOSFET來存儲單個比特的信息。

總的來說,CMOS原理基於MOSFET的開關特性,通過控制導電通道的開啟和關閉來實現數字電路中的邏輯運算和存儲功能。