Wat is een CMOS-transistor?

De term CMOS staat voor complementaire metaaloxide-halfgeleider en verwijst naar een technologie die metaaloxiden gebruikt om elektronische geïntegreerde schakelingen te bouwen, evenals de apparaten die met die technologie zijn gemaakt. Informeel worden dit soort apparaten vaak chips of IC's genoemd en sommige mensen gebruiken de term CMOS-transistor om te verwijzen naar een transistor in een CMOS-apparaat. CMOS-apparaten worden voornamelijk gebruikt voor high-speed digitale logische toepassingen zoals computer CPU's, geheugenchips en andere geïntegreerde schakelingen die op digitale logica vertrouwen om hun toegewezen taken uit te voeren. Dientengevolge worden transistoren veel gebruikt in CMOS-apparaten als schakeltransistoren die de snelle schakelhandelingen uitvoeren die nodig zijn in logische circuits.

Een schakeltransistor is een apparaat dat bedoeld is om een ​​elektrisch signaal te geleiden onder een gegeven reeks omstandigheden waarin het in- of uitgeschakeld wordt en daarmee een logische functie uitvoert. Een CMOS-transistor bestaat uit drie componenten: een collector, een emitter en een basis. Wanneer de transistor een signaal heeft op zijn collector maar niet op zijn basis, of zijn basis maar niet zijn collector, zal hij geen signaal geleiden en blijft hij uit. Het zal alleen inschakelen en een signaal verzenden bij ontvangst van een signaal op zowel de collector als de basis. Vandaar dat transistors kunnen worden ingericht om talloze logische functies uit te voeren. Deze opstellingen van transistoren in CMOS-apparaten worden logische poorten genoemd.

Logische poorten zijn er in een aantal typen, zoals AND, NAND, OR of NOR, en laten, afhankelijk van hun volgorde in het CMOS-apparaat, reageren op verschillende ingangssignalen op verschillende maar voorspelbare manieren. Een EN-poort wordt alleen ingeschakeld als deze twee specifieke signalen ontvangt. Een NAND-poort wordt alleen ingeschakeld als deze geen twee specifieke signalen ontvangt. Een OF-poort wordt ingeschakeld als deze een of beide specifieke signalen ontvangt, maar niet beide tegelijkertijd. Een NOR-poort wordt alleen ingeschakeld als deze geen van twee specifieke signalen ontvangt.

De transistors die in CMOS-apparaten worden gebruikt, worden op een aantal manieren afzonderlijk genoemd, die allemaal bepaalde kenmerken van de apparaten identificeren. Gezamenlijk worden de transistoren meestal een naam genoemd die het voorvoegsel MOS bevat, wat staat voor metaaloxide-halfgeleider, waarmee het materiaal en de constructiemethode van het apparaat worden geïdentificeerd. De transistors in CMOS-apparaten zijn meestal veldeffecttransistors en het is gebruikelijk dat ze MOSFET's worden genoemd.

Een CMOS-transistor kan ook worden aangeduid door zijn volgorde van elektrische lading. De drie hoofdcomponenten van de transistors, de collector, de emitter en de basis, hebben een specifieke elektrische lading die respectievelijk is geordend als respectievelijk positief-negatief-positief of negatief-positief-negatief. De termen N-type en P-type worden vaak gebruikt om de volgorde van lading in de transistor te identificeren. Bovendien kan een CMOS-transistor worden aangeduid als een PMOS / pMOSFET of NMOS / nMOSFET, waarbij de eerste letter aangeeft wat de volgorde van lading in de transistor is. Het kennen van de volgorde van lading is belangrijk bij het aansluiten van CMOS-transistors op andere circuits en bij het begrijpen van hoe ze werken in bepaalde soorten logische poorten.