互补型金属氧化半导体英文解释翻译、互补型金属氧化半导体的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 Cmos
分词翻译:
互补的英语翻译:
【电】 complement; complementary
型的英语翻译:
model; mould; type
【医】 form; habit; habitus; pattern; series; Ty.; type
【经】 type
金属的英语翻译:
metal
【化】 metal
【医】 metal
【经】 metal
氧化的英语翻译:
combustion; oxidation; oxidize; oxygenation
【化】 adduction; oxidation
【医】 oxidation; oxidization; oxidize; oxy-; oxydation; oxygenize
半导体的英语翻译:
semiconductor
【计】 quasi-conductor; SC
【化】 semiconductor
【医】 semiconductor
专业解析
互补型金属氧化半导体 (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS) 是微电子学中一种极其重要的集成电路制造技术。其名称蕴含了其核心结构与工作原理:
-
术语构成解析:
- 互补 (Complementary): 指该技术同时使用两种类型且特性“互补”的金属-氧化物-半导体场效应晶体管 (MOSFET):P沟道MOSFET (PMOS) 和 N沟道MOSFET (NMOS)。PMOS 和 NMOS 在导电特性上相反(PMOS在低电压下导通,NMOS在高电压下导通),它们成对组合工作,形成互补对称的结构。
- 金属氧化半导体 (Metal-Oxide-Semiconductor): 描述了构成单个MOSFET晶体管的基本物理结构。其核心是一个由金属(或现代工艺中常用多晶硅替代)栅极 (Gate)、氧化物(通常是二氧化硅SiO₂)绝缘层和半导体(通常是硅)衬底组成的“三明治”结构。栅极电压通过绝缘层控制半导体沟道的导电状态,实现开关功能。
-
技术原理核心:
CMOS电路的核心优势在于其静态功耗极低。在稳定逻辑状态(如逻辑“0”或逻辑“1”)时,构成一个基本逻辑门(如反相器)的PMOS管和NMOS管中总有一个处于截止状态,使得从电源到地之间没有直接的直流导通路径。电流仅在状态切换(开关瞬态)时为了给寄生电容充放电才会显著流动。其开关阈值电压 ($V{th}$) 的设计是确保互补对可靠工作的关键:
$$
V{th} = V_{GS} - VT
$$
其中 $V{GS}$ 是栅源电压,$V_T$ 是晶体管的阈值电压。
-
主要应用领域:
- 数字集成电路: 是当今几乎所有数字逻辑芯片(如微处理器CPU、图形处理器GPU、内存芯片、数字信号处理器DSP、现场可编程门阵列FPGA、专用集成电路ASIC)的基础技术。其低功耗、高集成度、抗噪能力强的特点使其主导了数字电路领域。
- CMOS图像传感器: 广泛应用于数码相机、智能手机摄像头、安防监控等领域,将光信号转换为电信号。
- 射频集成电路: 在无线通信设备(如手机、WiFi模块)中用于信号处理。
- 模拟与混合信号电路: 虽然以数字应用闻名,CMOS技术也用于构建模拟电路(如运算放大器、数据转换器ADC/DAC)以及集成数字与模拟功能的混合信号芯片。
-
行业意义:
CMOS技术是现代信息社会的基石。其持续的小型化(遵循摩尔定律)使得计算能力飞速提升、电子设备日益便携化智能化。其低功耗特性对于移动设备和数据中心能效至关重要。CMOS工艺的成熟度和可扩展性使其成为全球半导体产业大规模生产的主流技术。
参考来源:
- IEEE Xplore Digital Library (权威电子工程学术文献库)
- 《半导体器件物理与工艺》(施敏, S.M. Sze) 经典教科书
- Wikipedia: CMOS (广泛认可的技术概述平台)
- Britannica: CMOS (权威百科全书条目)
- Intel Technology Documentation (领先半导体制造商技术白皮书)
网络扩展解释
互补型金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,简称CMOS)是一种集成电路设计与制造工艺,以下是其核心要点:
1.基本定义
CMOS通过同时集成N型MOSFET(NMOS)和P型MOSFET(PMOS)两种晶体管实现电路功能。这两种晶体管在物理特性上互补:NMOS在正电压下导通,PMOS在负电压下导通,组合使用时能显著降低功耗。
2.结构特点
- 材料组成:传统结构为“金属-氧化层-半导体”三层堆叠(如金属栅极/二氧化硅绝缘层/硅基底)。现代工艺中,栅极材料多用多晶硅替代金属,但“MOS”名称仍被沿用。
- 互补性:NMOS和PMOS的协同工作使得电路仅在状态切换时消耗能量,静态功耗极低。
3.核心优势
- 低功耗:仅在开关动作时耗电,适合电池供电设备(如手机、物联网设备)。
- 高噪声容限:抗干扰能力强,信号稳定性高。
- 高集成度:支持大规模集成电路设计,广泛应用于微处理器、存储器等。
4.主要应用领域
- 数字电路:计算机CPU、存储器芯片(如DRAM、SRAM)的核心技术。
- 传感器:部分光学传感器(如早期扫描仪、手机摄像头)采用CMOS感光元件。
- 主板芯片:计算机主板上的BIOS设置存储芯片也基于CMOS技术。
5.技术延伸
CMOS工艺已成为现代半导体工业的基石,衍生出FinFET等先进制程,持续推动芯片性能提升与功耗优化。
如需进一步了解具体应用场景或工艺细节,可参考相关半导体技术文献或行业报告。
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