Co to jest komplementarny półprzewodnik tlenku metalu?
Komplementarny półprzewodnik tlenku metalu lub CMOS jest podstawowym kontrolerem logicznym stosowanym w zintegrowanym obwodzie. Technologia projektowania półprzewodnikowego tlenku metalu jest tradycyjnie spotykana w mikroprocesorach używanych w komputerach, pamięci komputerowej i technologiach mobilnych drukowanych płyt powierzchniowych, takich jak telefony komórkowe i urządzenia komputerowe. Kluczowym punktem sprzedaży urządzenia CMOS jest jego bardzo niski wskaźnik zużycia energii, w porównaniu z inną dostępną technologią logiki, logika tranzystora-transystora (TTL).
CMOS wykorzystuje dwie różne kombinacje metali w celu ustalenia bramki logicznej, która wprowadza do komplementarnego półprzewodnikowego tlenku metalu. Jako taki, opór między tymi dwoma metali jest bardzo wysoki. W konsekwencji, zgodnie z prawem Ohma, napięcie równa się oporności prądu, im wyższa oporność, tym mniej prądu, który jest wymagany do utrzymania danego napięcia.
Kolejną ważną cechą CMOS jest jego i/lub kontroler logiki. Ten kontroler pozwala na działanie urządzenia tylko podczas fazy dynamicznej. W rzeczywistości oznacza to, że kontroler logiczny jest podobny do kranu, który pozwala przepływać wodę tylko wtedy, gdy jest wymagany przez użytkownika i nie zawsze musi mieć przepływ wody w celu obsługi.
Kontroler CMOS zużyje połowę mocy kontrolera logicznego, który wymaga zasilania zarówno w pozycjach dynamicznych, jak i statycznych. To efektywne wykorzystanie energii do prowadzenia różnych funkcji logicznych sprawia, że ten typ kontrolera logicznego jest idealny do aplikacji, w których zasilacz jest bardzo ograniczony. Jednym z przykładów jest telefon komórkowy, który musi działać przez kilka godzin, a nawet dni bez podłączenia, aby naładować baterię.
Pierwszy komplementarny półprzewodnik tlenku metalu został opatentowany w 1967 roku przez Franka Wanlessa, inżyniera z półprzewodnikiem Fairchild. Pierwsze sUCCESSPLEPLE Commercial CMOS zostało ustanowione przez firmę RCA w 1968 roku. Początkowo największą wadą korzystania z jednostki logicznej CMOS była prędkość, z jaką można wykonać funkcje logiczne. Kontroler TTL, choć podobny, był w stanie wykonywać funkcje w szybszej prędkości, nawet przy użyciu większej mocy. Dzięki nieodłącznej funkcji projektowania niższego zużycia energii, inżynierowie wkrótce byli w stanie zwiększyć szybkość wydajności CMO do poziomu, który był znacznie szybszy niż tradycyjne kontrolery TTL.
Komplementarne półprzewodniki tlenku metalu zostały pierwotnie skonstruowane z aluminium. Jednak ulepszenia w branży półprzewodników wprowadziły nowe metale, takie jak Tantalum i Polysilicon. Te metale i inne związki wytwarzają znacznie mniej ciepła i są znacznie mniej podatne na awarię niż tradycyjne składniki aluminiowe. Im mniej ciepła wytwarza element, tym bardziej wydajnie wykorzystuje moc wymaganą do różnych funkcji, przy użyciu mniejszej mocy baterii.