Co je komplementární polovodičový oxid kovu?

Doplňkový polovodič s oxidem kovu, neboli CMOS, je základní logický ovladač, který se používá v integrovaném obvodu. Doplňková technologie polovodičového designu s oxidem kovu se tradičně nachází v mikroprocesorech používaných v počítačích, počítačové paměti a mobilních deskách plošných spojů, jako jsou mobilní telefony a ruční výpočetní zařízení. Klíčovým bodem prodeje zařízení CMOS je jeho velmi nízká míra spotřeby energie, ve srovnání s ostatními dostupnými logickými technologiemi, tranzistor-tranzistorová logika (TTL).

CMOS využívá dvě různé kombinace kovů k vytvoření logické brány, která vstupuje do komplementárního polovodiče oxidu kovu. Proto je odpor mezi těmito dvěma kovy velmi vysoký. V důsledku toho, podle Ohmova zákona, že napětí se rovná proudovým časům odporu, čím vyšší je odpor, tím menší proud je potřebný k udržení daného napětí.

Další důležitou konstrukční vlastností CMOS je logický řadič AND / OR. Tento ovladač umožňuje, aby jednotka byla funkční pouze v dynamické fázi. V reálném světě to znamená, že logický ovladač je podobný faucetu, který umožňuje průtok vody pouze tehdy, když je požadován uživatelem, a nemusí vždy mít tekoucí vodu, aby mohl fungovat.

Řadič CMOS spotřebovává polovinu výkonu logického řadiče, který vyžaduje energii, aby mohl pracovat v dynamické i statické poloze. Díky tomuto efektivnímu využití energie k provádění různých logických funkcí je tento typ logického ovladače ideální pro aplikace, kde je velmi omezené napájení. Jedním příkladem je mobilní telefon, který musí být v provozu několik hodin nebo dokonce dnů najednou, aniž by byl znovu připojen k dobití baterie.

První komplementární polovodičový oxid kovu byl patentován v roce 1967 Frankem Wanlessem, inženýrem společnosti Fairchild Semiconductor. První úspěšné komerční využití CMOS bylo založeno společností RCA v roce 1968. Největší nevýhodou použití logické jednotky CMOS bylo zpočátku největší rychlost, s jakou bylo možné logické funkce provádět. Řadič TTL, i když podobný, byl schopen vykonávat funkce rychleji, i když spotřebovával více energie. Díky vlastní konstrukční funkci s nižší spotřebou energie byli technici brzy schopni zvýšit rychlost výkonu CMOS na úroveň, která byla mnohem rychlejší než tradiční TTL regulátory.

Doplňkové polovodiče oxidu kovu byly původně vyrobeny z hliníku. Zlepšení v polovodičovém průmyslu však přinesla nové kovy, jako je tantal a polysilicon. Tyto kovy a jiné sloučeniny vytvářejí mnohem méně tepla a jsou mnohem méně náchylné k selhání než tradiční hliníkové komponenty. Čím méně tepla prvek produkuje, tím efektivněji využívá energii potřebnou pro různé funkce a méně energie baterie.