Wat is CMOS?

Circuitstijl waarin nMOS en pMOS complementair worden gecombineerd. In de statische toestand loopt vrijwel geen doorschietstroom, waardoor het vermogensverbruik laag is.

Japanse benaming: CMOS

“CMOS” komt voor in 49 oefenvragen uit 21 onderwerpen, bijv. Beeldsensoren en optische componenten, MOSFET, Epitaxiale groei.

CMOS-inverter VDD pMOS Uitgang nMOS GND Ingang Ingang = 0 pMOS geleidend, nMOS uitgeschakeld → uitgang = 1 Ingang = 1 pMOS uitgeschakeld, nMOS geleidend → uitgang = 0 In beide toestanden is één transistor uitgeschakeld, dus er loopt nauwelijks stroom van de voeding naar GND
CMOS-inverter · Bekijken in het figurenoverzicht

Vakgebied: MOSFET

Nu oefenen: vragen over CMOS

Welke combinatie van een techniek voor het integreren van bipolaire transistoren en CMOS op dezelfde chip en het doel daarvan is juist?

  1. ASOI: het substraat met een isolatiefilm scheiden
  2. BBiCMOS: de hoge integratie en het lage vermogen van CMOS combineren met de snelheid en aandrijfkracht van bipolair
  3. CFinFET: het kanaal driedimensionaal maken
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. BiCMOS: de hoge integratie en het lage vermogen van CMOS combineren met de snelheid en aandrijfkracht van bipolair

BiCMOS is een techniek waarbij voor logica en geheugen CMOS met hoge integratie en laag vermogen wordt gebruikt en voor snelle schakelingen, het aansturen van grote belastingen en analoge en hoogfrequentschakelingen bipolair. In de jaren negentig werd het ook voor CPU's en SRAM gebruikt, maar bij dalende spanningen werd de VBE van bipolair (circa 0,7 V) een belemmering en wordt het niet meer voor digitale toepassingen gebruikt. Tegenwoordig wordt SiGe-BiCMOS, gecombineerd met SiGe-HBT's, gebruikt in communicatie-IC's en radar voor voertuigen.

Wat is de juiste reden dat het statische (stationaire) vermogensverbruik van een CMOS-inverter laag is?

  1. AOmdat de voedingsspanning hoog is
  2. BOmdat er voortdurend stroom door de gate loopt
  3. COmdat bij ingang 0 of 1 steeds één van pMOS en nMOS uit staat, zodat nauwelijks stroom van voeding naar aarde loopt
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: C. Omdat bij ingang 0 of 1 steeds één van pMOS en nMOS uit staat, zodat nauwelijks stroom van voeding naar aarde loopt

Bij een CMOS-inverter staat bij ingang 0 de pMOS aan en de nMOS uit, en bij 1 omgekeerd; in de stationaire toestand zit er altijd een uitgeschakelde transistor tussen voeding en aarde, zodat nauwelijks doorschietstroom loopt. Het vermogen wordt hoofdzakelijk verbruikt bij het laden en ontladen van de belastingscapaciteit tijdens schakelen, uitgedrukt als P = α·C·V²·f. Door miniaturisering neemt echter de lekstroom in de uit-toestand toe, en bij geavanceerde chips is het statische vermogen niet meer te verwaarlozen.

“CMOS” in de toelichting

Vragen met “CMOS” (49)

  1. Welke combinatie van een techniek voor het integreren van bipolaire transistoren en CMOS op dezelfde chip en het doel daarvan is juist?
  2. Wat is de juiste reden dat het statische (stationaire) vermogensverbruik van een CMOS-inverter laag is?
  3. Welk ontwerp is juist om de logische drempelspanning van een CMOS-inverter op ongeveer de helft van de voedingsspanning te brengen?
  4. Welke formule geeft bij benadering de vertragingstijd van een CMOS-logische poort? (C: belastingscapaciteit, V: voedingsspanning, I: aandrijfstroom)
  5. Hoe zijn de transistors van een CMOS 2-ingangs NAND-poort juist verbonden?
  6. Wat betekent de 'C' (Complementary: complementair) in CMOS?
  7. Hoe heet bij een CMOS-inverter de stroom die van de voeding naar de aarde loopt terwijl de ingang omschakelt?
  8. Wat is het belangrijkste voordeel van de structuur in 3D-NAND waarbij perifere schakelingen zoals sense-versterkers onder de geheugencelarray worden geplaatst (zoals CMOS under Array)?
  9. Welk ferro-elektrisch materiaal dat goed met het CMOS-proces samengaat, krijgt de laatste jaren aandacht als materiaal voor FeRAM en ferro-elektrische transistoren (FeFET)?
  10. Wat gebeurt er met het dynamische vermogensverbruik van een CMOS-schakeling als alleen de voedingsspanning wordt gehalveerd en de overige omstandigheden gelijk blijven?
  11. Welke uitspraak over een algemeen kenmerk van CMOS-beeldsensoren ten opzichte van CCD-beeldsensoren is juist?
  12. Waarom worden snel bewegende onderwerpen vervormd weergegeven bij de rolling-shuttermethode van CMOS-beeldsensoren?
  13. Wat is het doel van correlated double sampling (CDS), dat bij het uitlezen van CMOS-beeldsensoren wordt gebruikt?
  14. Welke transistor in een gangbare CMOS-pixel met vier transistoren heeft de rol de lading van de fotodiode naar de floating diffusion over te brengen?
  15. Welk belangrijk voordeel van de methode, toegepast in veel CMOS-beeldsensoren, waarbij per pixelkolom een AD-omzetter wordt geplaatst en parallel wordt omgezet, is juist?

Vergelijkingen met deze term

Verwante termen

SiGe (silicium-germanium) Mobiliteit Numerieke apertuur (NA) Doorschietstroom (shoot-through-stroom) Fotodiode Ionenimplantatie Latch-up Drempelspanning (threshold voltage) FeRAM (ferro-elektrisch geheugen) CMOS-beeldsensor

Naar de woordenlijst