CMOS: erinevus redaktsioonide vahel

Eemaldatud sisu Lisatud sisu
PResümee puudub
Resümee puudub
1. rida:
'''CMOS''' (ingl k sõnadest ''Complementary Metal-Oxide-Semiconductor'' „komplementaarne metall-oksiid-pooljuht“) on [[loogikalülitus]]te rühm ja tehnoloogia. CMOS-tehnoloogial põhineb valdav osa tänapäeval toodetavatest [[integraallülitus]]test, sealhulgas [[mikroprotsessor]]id, [[mikrokontroller]]id, [[SRAM]] -moodulid ja paljud muud digitaalsed [[elektroonikalülitus]]ed. Samuti kasutatakse seda tüüpi lülitusi analoogsignaali seadmetes, näiteks [[transiiver]]ites, [[opvõimendi]]itestes ja [[CCD-sensor]]ites, samuti segasignaaliga (analoog/digitaal-) seadmetes, mille tööpiirkond jääbvõib raadiolaineteulatuda ja[[mikrolained |mikrolainete]] sageduste piirkondasageduspiirkonda.
 
CMOS-tehnoloogia töötas välja [[:en:Frank Wanlass|Frank Wanlass]] USA firmas
[[en:Fairchild Semiconductor]]
ja patenteeris 1967. aastal. <ref> http://www.google.com/patents/US3356858 | Low stand-by power complementary field effect circuitry</ref>
 
==Tehnilised omadused==
CMOS seadmete-lülituste eelisteks on väga väike voolutarve – peamiselt tarbitakse voolu ainult sel ajal, kui transistorid lülituvad ümber juhtivast olekust mittejuhtivasse olekusse; sellest tulenevalt on väike ka soojuseraldus (võrreldes näiteks [[transistor-transistor -loogika]] ehk TTL-iga). CMOS -loogikaelemente on võimalik paigutada kiipides väga tihedalt. See oli ka peamine põhjus, miks CMOS-ist on saanud 1980. aastatest alates ainukasutavainukasutatav tehnoloogia [[lausintegraallülitus]]te ([[:en:VLSI|VLSI]]) kiipide tootmisel.<ref>{{cite book |title= CMOS: circuit design, layout, and simulation |last= Baker|first= R. Jacob |year= 2008 |publisher= Wiley-IEEE |edition= Second |isbn= 978-0-470-22941-5 |page= xxix |pages= 1080}}</ref>
 
Siiski väga kõrgel töösagedustöösagedusel ei jõua ümberlülitusedümberlülitumine toimuda piisavalt kiiresti ja võib saabuda hetk, mil mõlemad komplementaarpaari transistorid on korraga sisse lülitatudjuhtivad ning lühistavad lülituse lühikeseks ajaks. Ka on metalloksiid-pooljuhtseadised väga tundlikud elektrostaatiliste laengute suhtes ja kui nendega ettevaatamatult ümber käia, võivad nad pöördumatult rikneda.
 
Tavalised CMOS-komponendid võivad töötada temperatuurivahemikus −55&nbsp;[[Celsiuse_skaala|°C]] kuni 125&nbsp;°C. Teoreetiliselt suudab räni-CMOS töötada kuni ‒233&nbsp;°C juures. <ref>Edwards C, "Temperature control", ''Engineering & Technology Magazine'' 26 July - 8 August 2008, [[Institution of Engineering and Technology|IET]]</ref>
14. rida ⟶ 15. rida:
[[Pilt:Cmos impurity profile.PNG|pisi|NMOS- ja PMOS-transistoridega kiibi ristlõige]]
==Tööpõhimõte==
CMOS -tehnoloogial põhinevates lülitustes on [[loogikaelement|loogikaelemendid]] üles ehitatud komplementaarsete (teineteist täiendavate) sümmeetriliste [[transistor]]ipaaride baasil. Transistorideks on [[MOSFET]]-tüüpi [[väljatransistor]]id, kusjuures ühel neist on juhtiv kanal p-tüüpi ([[aukjuhtivusega]]) ja teisel n-tüüpi ([[elektronjuhtivus]]ega), vastavalt PMOS- ja NMOS-transistorid. Loogikalülitustes töötavad CMOS-paari transistorid lülitina, kusjuures ükskõik kumma sisendsignaali (1 või 0) korral on üks neist transistoridest juhtiv (lüliti on sisse lülitatud) ja teine mittejuhtiv (lüliti on välja lülitatud).
 
PMOS-transistor on ehitatud nii, et kui paisule anda madal pinge, tekib lätte ja neelu vahele väike takistus. Ning kui anda paisule kõrgem pinge, tekib lätte ja neelu vahel suur takistus. NMOS-transistor toimib vastupidi: kui paisule anda madal pinge, tekib lätte ja neelu vahel suur takistus, ning kui anda kõrge pinge, tekib väike takistus.
20. rida ⟶ 21. rida:
Kui näiteks sisendis (transistoride kokkuühendatud paisudel) on madal pingenivoo, siis on juhtiv ainult PMOS-transistor, sest tema pais on lätte suhtes negatiivne. Et avatud transistori kanali takistus on väike (sajad oomid), siis on ka pingelang väike, nii et väljundisse jõuab peaaegu kogu toitepinge (näiteks 1,2 V). Seega on väljundis kõrge pingenivoo ehk signaal 1.
 
Kui pingenivoo lülituse sisendis muutub kõrgeks (keskmiselt pool toitepingest), siis muutub PMOS-transistor mittejuhtivaks (tema takistusväga suureks) ja NMOS-transistor mittejuhtivaksjuhtivaks, ühendades väljuni maaga, nii et pinge lülituse väljundis muutub peaaegu nulliks.
 
Niisugune lülitus toimib järelikult [[EI-loogikaelement|EI-loogikaelemendina]] ehk inverterina, mille kõrgele pingenivoole vastab kahendsüsteemis 1 ja madalale 0.
26. rida ⟶ 27. rida:
==Bipolaarväljundiga CMOS==
Selle lülituse sisendis on komplementaarsete väljatransistoride paar ja väljundis kaks npn-bipolaartransistori koos takistitega baasahelas. Bipolaartransistorid annavad võimaluse suurendada ümberlülitusvõimsust, seega suurendada nii väljunvoolu kui ka lülitatavat pinget.
 
==Viited==
{{viited}}
 
==Vaata ka==
* [[MOSFET]]
31. rida ⟶ 36. rida:
* [[Väljatransistor]]
 
==ViitedVälislingid==
* [http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/cmos/ CMOSCMOSi kirjeldus interaktiivsete illustratsioonidega (inglise keeles)]
{{viited}}
* [http://lasihomesite.com/ LASI] üldkasutamiseks mõeldud integraallülituste skeemide tegemiseks loodud tasuta allalaaditav programm.]
 
==Lisalugemist==
40. rida ⟶ 46. rida:
* {{cite book |author=[[Carver Mead|Mead, Carver A.]] and [[Lynn Conway|Conway, Lynn]] |title=Introduction to VLSI systems |publisher=Addison-Wesley |location=Boston |year=1980 |pages= |isbn=0-201-04358-0 |oclc= |doi= |accessdate=}}
* {{cite book |author=Siva G. Narendra and Anantha Chandrakasan |title=Leakage in Nanometer CMOS Technologies |publisher=Massachusetts Institute of Technology |location=Cambridge |year=2006 |pages=307 |isbn=978-0-387-25737-2 |oclc= |doi= |accessdate=}}
 
==Välislingid==
* [http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/cmos/ CMOS kirjeldus interaktiivsete illustratsioonidega]
* [http://lasihomesite.com/ LASI] üldkasutamiseks mõeldud integraallülituste skeemide tegemiseks loodud tasuta allalaaditav programm.
* [https://en.wikipedia.org/wiki/Logical_effort Logical effort] ingliskeelse vikipeedia artikkel CMOS lülituse viivituste arvutamine võttest.
 
[[Kategooria:Pooljuhid]]