Was ist ein CMOS-Transistor?
Der Begriff CMOS steht für Complementary Metal-Oxide Semiconductor und bezieht sich auf eine Technologie, bei der Metalloxide zum Aufbau elektronischer integrierter Schaltkreise sowie auf die mit dieser Technologie hergestellten Bauelemente verwendet werden. Informell werden diese Arten von Bauelementen oft als Chips oder ICs bezeichnet, und manche Leute bezeichnen mit dem Begriff CMOS-Transistor einen Transistor, der in einem CMOS-Bauelement enthalten ist. CMOS-Geräte werden hauptsächlich für digitale Hochgeschwindigkeitslogikanwendungen wie Computer-CPUs, Speicherchips und andere integrierte Schaltkreise verwendet, die auf digitaler Logik beruhen, um ihre zugewiesenen Aufgaben auszuführen. Infolgedessen werden Transistoren in CMOS-Bauelementen häufig als Schalttransistoren verwendet, die die in Logikschaltungen erforderlichen Hochgeschwindigkeitsschaltvorgänge ausführen.
Ein Schalttransistor ist ein Gerät, das ein elektrisches Signal unter bestimmten Umständen leiten soll, unter denen es ein- oder ausgeschaltet wird und auf diese Weise eine logische Funktion ausführt. Ein CMOS-Transistor besteht aus drei Komponenten: einem Kollektor, einem Emitter und einer Basis. Wenn der Transistor ein Signal an seinem Kollektor, aber nicht an seiner Basis oder seiner Basis, aber nicht an seinem Kollektor hat, leitet er kein Signal und bleibt ausgeschaltet. Es schaltet sich nur ein und sendet ein Signal, wenn es sowohl an seinem Kollektor als auch an seiner Basis ein Signal empfängt. Somit können Transistoren angeordnet werden, um zahlreiche logische Funktionen auszuführen. Diese Anordnungen von Transistoren in CMOS-Bauelementen werden als Logikgatter bezeichnet.
Es gibt verschiedene Arten von Logikgattern, z. B. AND, NAND, OR oder NOR. Abhängig von ihrer Reihenfolge im CMOS-Gerät kann es auf verschiedene Eingangssignale auf unterschiedliche, aber vorhersehbare Weise reagieren. Ein UND-Gatter schaltet nur ein, wenn es zwei bestimmte Signale empfängt. Ein NAND-Gatter schaltet sich nur ein, wenn es keine zwei spezifischen Signale empfängt. Ein ODER-Gatter schaltet ein, wenn es eines oder beide von zwei spezifischen Signalen empfängt, jedoch nicht beide gleichzeitig. Ein NOR-Gatter schaltet sich nur ein, wenn es keines von zwei spezifischen Signalen empfängt.
Die in CMOS-Bauelementen verwendeten Transistoren werden auf verschiedene Weise einzeln bezeichnet, wobei alle bestimmte Eigenschaften der Bauelemente kennzeichnen. Zusammen werden die Transistoren üblicherweise als Namen bezeichnet, die das Präfix MOS enthalten, das für Metalloxidhalbleiter steht und das Material und die Bauweise der Vorrichtung kennzeichnet. Die Transistoren in CMOS-Bauelementen sind typischerweise Feldeffekttransistoren, und es ist üblich, sie als MOSFETs zu bezeichnen.
Ein CMOS-Transistor kann auch durch seine Reihenfolge der elektrischen Ladung bezeichnet werden. Die drei Hauptkomponenten der Transistoren, Kollektor, Emitter und Basis, weisen eine spezifische elektrische Ladung auf, die entweder als positiv-negativ-positiv oder negativ-positiv-negativ geordnet ist. Die Ausdrücke N-Typ und P-Typ werden häufig verwendet, um die Ladungsreihenfolge im Transistor zu identifizieren. Außerdem kann ein CMOS-Transistor als PMOS / pMOSFET oder NMOS / nMOSFET bezeichnet werden, wobei der erste Buchstabe angibt, in welcher Reihenfolge sich die Ladung im Transistor befindet. Es ist wichtig, die Reihenfolge der Ladung zu kennen, wenn CMOS-Transistoren an andere Schaltungen angeschlossen werden und zu verstehen, wie sie in bestimmten Arten von Logikgattern funktionieren.