Комплиментарная металл-окисел-полупроводникая логика

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 17:22, 7 января 2015.

КМОП (К-МОП; комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полупроводник; КМДП)  — технология построения электронных схем. В технологии КМОП используются полевые транзисторы с изолированным затвором с каналами разной проводимости. Отличительной особенностью схем КМОП по сравнению с биполярными технологиями (ТТЛ, ЭСЛ и др.) является очень малое энергопотребление в статическом режиме (в большинстве случаев можно считать, что энергия потребляется только во время переключения состояний). Отличительной особенностью структуры КМОП по сравнению с другими МОП-структурами (N-МОП, P-МОП) является наличие как n-, так и p-канальных полевых транзисторов; как следствие, КМОП-схемы обладают более высоким быстродействием и меньшим энергопотреблением, однако при этом характеризуются более сложным технологическим процессом изготовления и меньшей плотностью упаковки.

Подавляющее большинство современных логических микросхем, в том числе, процессоров, используют схемотехнику КМОП.

КМОП логика

Рис. #.# Описание.

При высоких напряжениях VT2 открыт. VT1 открыт, когда потенциал на затворе ниже, чем потенциал подложки (меньше порогового значения), открыт при низком напряжении.

2 ключа: первый открыт, когда "0", а второй открыт когда "1". Разница между "0" и "1" - Eнас. Чем выше Eнас, тем выше помехоустойчивость (большее значение составляет разницу между "0" и "1"

  • 0-0.5 В - "0"
  • Eнас - (Eнас-0.5) - "1"

Плюсы: сохранение работы при разбросе рабочих напряжений от 4.75В до 5.25В для ТТЛ) от 3-5В, от 5-12В и т.д. 'Пример'- батарейка садится, а схема работает.

VT1 VT2 VT3 VT4 y
0 0 + + - - En
0 En + - - + En
En 0 - + + - En
En En - - + + 0
Рис. #.# Описание.

Если на x1 или x2 - высокий потенциал, следовательно на y - "0", а "1" - если на x1 и x2 "0" одновременно открыты VT1 и VT2. Сопротивление открытого канала от 10 до 20 мОм.

Рис. #.# Описание.

8 транзисторов - мы можем получить любую функцию, преимущество КМОП логики - не нужно производить и приобретать базовые и другие элементы к базовому.

Плюсы

Мощность тратится только в момент смены состояния, может работать при разных диапазонах напряжений.

Минусы

Боится статического электричества, следовательно, при больших токах происходят пробои. Большой диапазон от "0" до "1", следовательно, низкое быстродействие. У КМОП большая склонность к защелкиванию, то есть нужно убирать остаточный заряд.