Was ist ein komplementärer Metalloxid -Halbleiter?
Ein komplementäres Metalloxid -Halbleiter oder CMOS ist der grundlegende logische Controller, der in einer integrierten Schaltung verwendet wird. Komplementäre Metalloxid -Halbleiterdesign -Technologie finden Sie traditionell in Mikroprozessoren, die in Computern, Computerspeichern und mobilen gedruckten Oberflächenplatertechnologien wie Mobiltelefonen und Handheld -Computergeräten verwendet werden. Das Schlüsselverkaufspunkt eines CMOS-Geräts ist die sehr geringe Stromverbrauchsrate im Vergleich zu der anderen verfügbaren Logik-Technologie, der Transistor-Transistor-Logik (TTL). Daher ist der Widerstand zwischen diesen beiden Metallen sehr hoch. Durch das Befolgen des Ohmschen Gesetzes, dass die Spannung dem Widerstand der Stromzeiten entspricht, desto höher der Widerstand, desto weniger Strom ist erforderlich, um eine bestimmte Spannung aufrechtzuerhalten.
Ein weiteres wichtiges Designmerkmal von CMOS ist das und/oder Logik -Controller. Was dieser Controller zulässt, ist, dass das Gerät nur während einer dynamischen Phase betriebsbereit ist. In realer Begriffe bedeutet dies, dass der logische Controller einem Wasserhahn ähnelt, der nur Wasser fließen lässt, wenn es von einem Benutzer verlangt wird und nicht immer Wasser fließt, um zu arbeiten.
Der CMOS -Controller verbraucht die Hälfte der Leistung eines Logikreglers, der die Leistung erfordert, um sowohl in den dynamischen als auch in statischen Positionen zu arbeiten. Diese effiziente Verwendung von Strom zur Durchführung verschiedener Logikfunktionen macht diese Art von Logikcontroller ideal für Anwendungen, bei denen die Stromversorgung sehr begrenzt ist. Ein Beispiel ist ein Handy, das mehrere Stunden oder sogar Tage nacheinander in Betrieb sein muss, ohne wieder eingesteckt zu werden, um den Akku aufzuladen.
Der erste komplementäre Metalloxid -Halbleiter wurde 1967 von Frank Wanless, einem Ingenieur bei Fairchild Semiconductor, patentiert. Die ersten sDie Uccessful kommerzielle Nutzung des CMOS wurde 1968 von der RCA Company eingerichtet. Zunächst war die Geschwindigkeit, mit der die Logikfunktionen ausgeführt werden konnten, der größte Nachteil bei der Verwendung einer CMOS -Logikeinheit. Der TTL -Controller war zwar ähnlich, konnte jedoch Funktionen in einer schnelleren Geschwindigkeitsrate ausführen, auch wenn sie mehr Strom verbrauchte. Mit dem inhärenten Designmerkmal des geringeren Stromverbrauchs konnten die Ingenieure bald die Geschwindigkeit der Leistung der CMOs auf ein Niveau erhöhen, das viel schneller war als herkömmliche TTL -Controller.
Komplementäre Metalloxid -Halbleiter wurden ursprünglich aus Aluminium gebaut. Verbesserungen in der Halbleiterindustrie führten jedoch neue Metalle wie Tantal und Polysilicon ein. Diese Metalle und andere Verbindungen erzeugen viel weniger Wärme und sind viel weniger anfällig für Versagen als herkömmliche Aluminiumkomponenten. Je weniger Wärme ein Element erzeugt, desto effizienter wird die für verschiedene Funktionen erforderliche Leistung verwendet, wobei weniger Batterieleistung verwendet wird.