मैंने यहाँ बहुत सारे विषय पढ़े हैं। मैंने कुछ लोगों को यह कहते हुए पढ़ा कि मुझे "CMOS विशेषताएँ पसंद हैं" और इसी तरह, कुछ डेटा शीट (जैसे AVR) में भी, वे कहते हैं कि इसमें CMOS विशेषताएँ हैं, आदि ... मुझे एक बार "CMOS संगत" शब्द याद है?
तो क्यों "CMOS विशेषताओं" होने से लोगों को गर्व होता है?
जवाबों:
CMOS (पूरक धातु ऑक्साइड अर्धचालक) तर्क में वांछनीय विशेषताओं की संख्या है:
यह संदर्भित करता है कि आईसी पर फाटकों का निर्माण कैसे किया जाता है। सीएमओएस पूरक एमओएस (धातु ऑक्साइड सेमीकंडक्टर) के लिए खड़ा है, जो तर्क का निर्माण करने के लिए पीएमओएस और एनएमओएस (पूरक) दोनों का उपयोग करता है।
सीएमओएस तेज है, एक बड़ा प्रशंसक है और अन्य प्रौद्योगिकियों की तुलना में कम शक्ति का उपयोग करता है।
अन्य परिवार टीटीएल (ट्रांजिस्टर-ट्रांजिस्टर लॉजिक, एनपीएन / पीएनपी अभी भी उपयोग किए जाते हैं), ईसीएल (एमिटर कपल्ड लॉजिक - फास्ट लेकिन बहुत अधिक बिजली खपत करते हैं - फिर भी अलग-अलग रूपों में उपयोग किए जाते हैं) डीटीएल (डायोड ट्रांजिस्टर लॉजिक - पुराना), और आरटीएल (रेसिस्टर ट्रांजिस्टर) तर्क (पुराने)
तर्क 1 और 0 के लिए आवश्यक वोल्टेज के स्तर का वर्णन करने के लिए "CMOS संगत" या "TTL संगत" का अक्सर उपयोग किया जाता है।
ओली और ओलिन ने सीएमओएस की ताकत के बारे में बताया है, लेकिन मुझे एक कदम पीछे ले जाना चाहिए।
TL: DR: पूरक तर्क रेल-टू-रेल आउटपुट वोल्टेज स्विंग की अनुमति देता है, और MOSFET ट्रांजिस्टर एक बहुत ही स्केलेबल तकनीक है (ट्रांजिस्टर के अरबों को एक छोटी सतह पर प्राप्त किया जा सकता है) कुछ बहुत ही उपयोगी गुणों (BJT की तुलना में)।
पूरक फाटकों की आवश्यकता इस तथ्य के कारण है कि सरलतम गेट अवधारणा पुल-अप और पुल-डाउन के विचार पर आधारित है; इसका मतलब है कि एक डिवाइस (एक ट्रांजिस्टर या ट्रांजिस्टर का एक सेट) है जो ouput को उच्च ('1' तक) और एक अन्य डिवाइस को नीचे खींचने के लिए ('0') तक खींचता है।
एन्हांसमेंट nMOS, जो सबसे अच्छा प्रदर्शन करने वाला MOSFET है, को चालू करने और प्रवाह की अनुमति देने के लिए होती है; इस कारण से, यह एक पुल-डाउन डिवाइस के रूप में अच्छी तरह से काम करता है, लेकिन एक पुल-अप के रूप में इतना अच्छा नहीं है (वीडीडी को बढ़ाने के लिए आउटपुट वोल्टेज की अनुमति देने से पहले यह बंद हो जाता है)। इसलिए pMOS का उपयोग करने का विचार, जो थोड़ा खराब करता है (क्योंकि छेद इलेक्ट्रॉनों की तुलना में धीमी गति से चलते हैं, लेकिन यह एक और कहानी है) लेकिन पूरी तरह से पुल-अप के रूप में कार्य करता है।
तो पूरक (सीएमओएस में 'सी') क्योंकि आप दो डिवाइस का उपयोग करते हैं जो विपरीत तरीके से व्यवहार करते हैं और इस प्रकार पूरक होते हैं। फिर, तर्क अयोग्य है क्योंकि nMOS (जो नीचे खींचता है) को स्विच करने के लिए एक उच्च इनपुट वोल्टेज ('1') की आवश्यकता होती है और pMOS को कम वोल्टेज ('0') की आवश्यकता होती है।
और कुछ अतिरिक्त informations: जैसा कि ओलिन ने भी कहा था, MOSFET प्रौद्योगिकी के प्रसार का मुख्य कारण यह है कि यह एक ग्रह यंत्र है, जिसका अर्थ है कि अर्धचालक की सतह पर बनाया जाना उपयुक्त है।
ऐसा इसलिए है क्योंकि जैसा कि आप चित्र में देख सकते हैं, एक MOSFET का निर्माण (यह एक n- चैनल है, उसी सब्सट्रेट में p-चैनल को अतिरिक्त doped क्षेत्र की आवश्यकता है जिसे n-well कहा जाता है) मूल रूप से दो n + क्षेत्रों को डोपिंग में समाहित करता है; गेट और संपर्कों को जमा करना (बहुत ही सरलीकृत)।
BJT ट्रांजिस्टर आज भी MOS जैसी तकनीक में बने हैं, जिसका अर्थ है एक सतह पर 'etched', लेकिन मूल रूप से वे अर्धचालक की तीन परतों में अलग-अलग doped होते हैं, इसलिए वे मुख्य रूप से असतत प्रौद्योगिकी के लिए होते हैं। वास्तव में, जिस तरह से वे अब बनाए गए हैं वे सिलिकॉन में अलग-अलग गहराई पर इन तीन परतों को बना रहे हैं, और (सिर्फ एक विचार देने के लिए), हाल ही में प्रौद्योगिकी में वे वर्ग माइक्रोमीटर क्रम में एक क्षेत्र पर कब्जा कर लेते हैं या जबकि एमओएस ट्रांजिस्टर हो सकते हैं एक संपूर्ण क्षेत्र के साथ <20 एनएम प्रौद्योगिकी (इस मूल्य को नियमित रूप से अपडेट करें) में बनाया गया, जो लगभग 100 एनएम से कम के क्रम में हो सकता है । (तस्वीर में दाईं ओर)
तो आप देख सकते हैं कि, अन्य गुणों में जोड़ा गया, बहुत बड़े पैमाने पर एकीकरण, या वीएलएसआई को प्राप्त करने के लिए एक MOSFET ट्रांजिस्टर बहुत बेहतर अनुकूल है (आज की तकनीक में)।
वैसे भी, द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर अभी भी व्यापक रूप से एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग किया जाता है, उनके बेहतर रैखिकता गुणों के लिए। इसके अलावा, एक BJT एक MOSFET से एक ही तकनीक (ट्रांजिस्टर आयाम के रूप में) के साथ बनाया गया है।
ध्यान दें कि CMOS MOS के बराबर नहीं है: चूंकि C 'पूरक' के लिए है, यह MOS फाटकों के लिए एक विशेष (भले ही व्यापक रूप से इस्तेमाल किया गया) कॉन्फ़िगरेशन है, जबकि उच्च गति सर्किट अक्सर गतिशील तर्क का उपयोग करते हैं, जिसका उद्देश्य मूल रूप से इनपुट समाई को कम करना है फाटकों। वास्तव में, तकनीक को सीमा तक धकेलने की कोशिश, इनपुट पर दो गेट कैपेसिटेंस (जैसा कि सीएमओएस है) प्रदर्शन के नुकसान का कारण है। आप कह सकते हैं कि यह पिछले चरण द्वारा दिए गए वर्तमान को बढ़ाने के लिए पर्याप्त है लेकिन, एक उदाहरण बनाने के लिए, 2x चार्जिंग गति के लिए 2x चार्जिंग वर्तमान की आवश्यकता होती है, इसका मतलब है कि 2x चालकता, जो 2x चैनल चौड़ाई के साथ हासिल की जाती है, और - आश्चर्य - जो दोगुनी हो जाती है इनपुट समाई
पास-ट्रांजिस्टर लॉजिक जैसे अन्य टोपोलॉजी, कुछ फाटकों की संरचना को सरल बना सकते हैं और कभी-कभी उच्च गति प्राप्त करते हैं।
बदलते विषय, जब माइक्रोकंट्रोलर और इंटरफेस के बारे में बात करते हैं, तो यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि CMOS गेट्स के उच्च इनपुट प्रतिबाधा यह सुनिश्चित करने के लिए बहुत महत्वपूर्ण है कि इनपुट / आउटपुट पिन कभी भी फ्लोटिंग नहीं होते हैं (यदि उनके पास सुरक्षा है, तो यह आंतरिक रूप से सुनिश्चित किया जाता है, जैसा कि उनके गेट को बाहरी शोर से उजागर किया जा सकता है और अप्रत्याशित मान (संभव कुंडी-अप और क्षति के साथ) मान सकते हैं। इसलिए यह कहते हुए कि किसी उपकरण में CMOS विशेषताएं हैं, आपको इसकी सलाह भी देनी चाहिए।
यदि आपको पता है कि सीएमओएस होने से पहले या सीएमओएस होने से पहले तेजी से विकल्प थे, तो आप समझ पाएंगे कि यह एक महान तकनीक है।
विकल्प टीटीएल, एलएस-टीटीएल, पी- या एनएमओएस थे।
सीएमओएस प्रौद्योगिकी की कम बिजली की खपत के बिना वर्तमान माइक्रोप्रोसेसरों में से कोई भी व्यावहारिक उपयोग के करीब नहीं था।
टोड सीएमओएस माइक्रोप्रोसेसर में एक शक्ति घनत्व (चिप क्षेत्र प्रति शक्ति अपव्यय) होता है जो खाना पकाने की प्लेट के समान होता है। कल्पना कीजिए कि वैकल्पिक प्रौद्योगिकियों का शक्ति घनत्व 100 या 1000 गुना अधिक होगा।
बस यह जोड़ने के लिए कि दूसरों ने पहले से ही क्या उत्तर दिया है, एक कारण है कि एक चिप निर्माता अपने हिस्से का विज्ञापन सीएमओएस-संगत करेगा, या वास्तविक सीएमओएस आउटपुट है, इसका मतलब है कि आप अन्य चिप और सीएमओएस के साथ उनकी चिप का उपयोग कर सकते हैं- संगत चिप्स।
उदाहरण के लिए, यदि आपके पास CMOS I / O पिन के साथ एक माइक्रोकंट्रोलर या FPGA है, तो आप इसे CMOS गोंद लॉजिक चिप्स, या CMOS EEPROM, या CMOS ADC के साथ उपयोग कर सकते हैं। इन सभी हिस्सों का एक मानकीकृत इंटरफ़ेस का उपयोग करने का मतलब है कि आप (अधिकतर) जानते हैं कि आप उन सभी को एक-दूसरे के लिए हुक कर सकते हैं, और वे काम करेंगे।
सीएमओएस एक तकनीक को एकीकृत सर्किट बनाने के लिए संदर्भित करता है (इसलिए यह प्रतिरोधक जैसे निष्क्रिय उपकरणों पर लागू नहीं होता है)। अन्य प्रौद्योगिकियां मौजूद हैं , जैसे टीटीएल और एनएमओएस।
CMOS का एक बड़ा फायदा यह है कि यह अन्य तकनीकों की तुलना में कम बिजली का उपयोग करता है। CMOS डिजाइन में लगभग शून्य स्थिर बिजली की खपत होती है। केवल संक्रमण के दौरान, CMOS बिजली की गैर-नगण्य मात्रा का उपयोग करता है, लेकिन फिर भी यह अभी भी बहुत छोटा है क्योंकि CMOS सबसे तेज व्यावहारिक डिजाइनों के लिए picoseconds के आदेश पर जल्दी से स्विच करता है । (यही कारण है कि माइक्रोकंट्रोलर उच्च घड़ी आवृत्तियों पर अधिक शक्ति का उपभोग करते हैं, क्योंकि उच्च आवृत्तियों का अर्थ अधिक लगातार परिवर्तन होता है।)
कम अपशिष्ट गर्मी और अधिक घने एकीकृत सर्किट (यानी एक ही कार्य के लिए छोटे आईसी पैरों के निशान) का मतलब है। यदि आपका डिवाइस अधिकांश समय बैटरी पर चलता है, या जितना संभव हो उतना छोटा होना चाहिए (उदाहरण के लिए स्मार्टफोन), यह एक बहुत बड़ी जीत है।
मूल रूप से हमें दो प्रकार के लॉजिक परिवार में वर्गीकृत किया गया है 1) एकध्रुवीय लॉजिक परिवार 2) बिपोल लॉजिक परिवार इस परिवार के IC को MOSFET जैसे एकध्रुवीय उपकरण का उपयोग करके बनाया गया है। अगर इसे भी मॉस्को लॉजिक परिवार कहा जाता है तो 1) PMOS 2) NMOS 3) CMOS।