CMOS是什麼意思,CMOS的意思翻譯、用法、同義詞、例句
常用詞典
abbr. 互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor)
例句
CMOS dual and quad analog switch.
CMOS雙路和四路模拟開關。
CMOS switch which can work in ultra low power supply is designed.
設計一種能夠工作在超低電源電壓下的CMOS開關。
The circuit is ****** and compatible with traditional CMOS processes.
該電路結構簡單,制造工藝與傳統的CMOS工藝兼容。
This paper presents the design method of a novel CMOS current conversion.
提出了一種新型的CMOS電流轉換電路的設計方法。
This paper proposes a defect detection of CMOS camera based on local entropy.
基于局部熵,提出了基于局部熵的CMOS攝像頭疵點檢測方法。
專業解析
CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor),中文譯為互補金屬氧化物半導體,是微電子學中一種重要的半導體技術,也是現代集成電路(IC)的基礎。其核心在于同時使用兩種類型的金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET):P溝道MOSFET(PMOS)和N溝道MOSFET(NMOS),以“互補”的方式組合工作。
以下是CMOS的詳細解釋:
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技術原理與核心結構:
- “互補”的含義: CMOS電路的基本單元(如反相器)由一個PMOS晶體管和一個NMOS晶體管組成。這兩個晶體管在電氣特性上是互補的:PMOS在輸入低電平時導通(開關閉合),NMOS在輸入高電平時導通(開關閉合)。當輸入為高電平時,NMOS導通,PMOS截止,輸出連接到地(低電平);當輸入為低電平時,PMOS導通,NMOS截止,輸出連接到電源(高電平)。這種結構确保了在任何穩定狀态下,總有一個晶體管是截止的。
- “金屬氧化物半導體”: 這描述了構成晶體管的基本結構。它由金屬(或多晶矽)栅極(Gate)、絕緣的氧化物層(通常是二氧化矽,SiO₂)和半導體(通常是矽,Si)襯底構成。栅極電壓控制源極(Source)和漏極(Drain)之間半導體溝道的導通與否。
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關鍵特性與優勢:
- 極低的靜态功耗: 這是CMOS技術最突出的優點。在穩定狀态(輸入電平固定,電路不進行開關操作)下,PMOS和NMOS總有一個是完全截止的,導緻從電源(Vdd)到地(GND)之間沒有直流導通路徑。因此,靜态電流極小,功耗幾乎為零。
- 高噪聲容限: CMOS電路對電源電壓波動和噪聲幹擾有較好的抵抗能力。
- 寬電源電壓範圍: CMOS電路可以在一個相對較寬的電源電壓範圍内工作(例如,3V到15V或更寬,具體取決于工藝)。
- 高集成度: CMOS工藝非常適合大規模集成電路(VLSI)制造,能夠在一個芯片上集成數百萬甚至數十億個晶體管。
- 良好的邏輯電平擺幅: 輸出邏輯高電平接近Vdd,邏輯低電平接近GND,邏輯擺幅大。
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主要應用領域:
- 數字集成電路: 這是CMOS最主要的應用領域。幾乎所有的現代微處理器(CPU)、圖形處理器(GPU)、内存(RAM,ROM)、微控制器(MCU)、現場可編程門陣列(FPGA)、數字信號處理器(DSP)以及各種數字邏輯芯片(門電路、觸發器、計數器等)都基于CMOS技術制造。
- 模拟集成電路: 雖然早期以雙極型晶體管為主,但現代許多模拟電路,如運算放大器、數據轉換器(ADC/DAC)、鎖相環(PLL)、電源管理芯片等,也大量采用CMOS工藝或BiCMOS(結合雙極和CMOS)工藝。
- 圖像傳感器: CMOS圖像傳感器(CIS)利用CMOS工藝将光敏單元(光電二極管)和信號處理電路集成在同一芯片上,廣泛應用于手機攝像頭、數碼相機、安防監控、醫療成像等領域。其特點是集成度高、功耗低、成本相對較低、讀取速度快。
- 射頻(RF)電路: 隨着工藝進步,CMOS技術也被用于制造射頻收發器、功率放大器等,應用于無線通信(如Wi-Fi, Bluetooth, 5G)設備。
- 存儲器: 除了作為邏輯電路的基礎,CMOS工藝也用于制造SRAM(靜态隨機存取存儲器)等存儲單元。
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工藝發展:
- CMOS工藝不斷朝着更小的特征尺寸(如7nm, 5nm, 3nm)發展,以實現更高的速度、更低的功耗(動态功耗也隨電壓降低而顯著下降)和更高的集成度。
- 新結構(如FinFET, GAAFET)和新材料(如High-K金屬栅)被引入以克服傳統平面CMOS在納米尺度下面臨的物理限制(如短溝道效應、栅極漏電流)。
總結來說,CMOS是一種利用互補的P型和N型MOSFET構建電路的技術,以其極低的靜态功耗、高集成度和良好的可擴展性,成為當今幾乎所有數字集成電路和衆多模拟、混合信號、射頻及傳感器芯片的主導制造技術。
來源參考:
- IEEE Solid-State Circuits Society: 提供關于CMOS電路設計、工藝和應用的權威技術文獻和期刊(如IEEE Journal of Solid-State Circuits)。 (代表性機構,具體鍊接需查找最新期刊)
- Wikipedia - CMOS: (英文版通常有更詳細的技術解釋) https://en.wikipedia.org/wiki/CMOS
- UC Berkeley EECS 課程資料 (如EE140/240): 經典教材和講義深入講解CMOS器件物理和電路設計基礎。 (大學公開課資源)
網絡擴展資料
CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,互補金屬氧化物半導體)是一個多領域應用的技術術語,其含義根據上下文有所不同。以下是綜合解釋:
1.基本定義
CMOS是一種集成電路設計和制造工藝,通過同時使用N型MOSFET(NMOS)和P型MOSFET(PMOS)兩種互補晶體管實現電路功能。這種互補結構使得電路在靜态時功耗極低,同時具備高集成度和抗幹擾能力。
2.核心特性
- 低功耗:僅在狀态切換時消耗能量,靜态電流幾乎為零。
- 高噪聲容限:對電壓波動不敏感,適合複雜數字電路設計。
- 工藝兼容性:適合大規模集成,廣泛應用于微處理器、内存等數字芯片。
3.主要應用領域
(1)數字電路與計算機系統
- 用于制造CPU、内存等核心組件。
- 計算機CMOS芯片:特指主闆上的可讀寫RAM芯片,存儲BIOS配置信息(如日期、硬件參數),依賴紐扣電池維持數據。
(2)圖像傳感器(CIS)
- 将光信號轉換為電信號,是數碼相機、手機攝像頭的核心元件。
- 關鍵技術包括:
- 拜耳濾光片(Bayer Filter):通過紅、綠、藍濾光片分離顔色,實現彩色成像。
- 微透鏡與光電二極管:聚光并轉換光強為電荷信號。
(3)模拟電路與射頻器件
4.與其他技術的對比
- 與CCD對比:CMOS圖像傳感器功耗更低、集成度更高,但早期畫質略遜于CCD;隨着技術進步,已逐步成為主流。
- 與TTL電路對比:CMOS功耗顯著低于晶體管-晶體管邏輯(TTL)電路。
CMOS既是集成電路工藝,也是具體功能組件的代稱。其核心價值在于通過互補晶體管設計實現高效能、低功耗的電子系統,覆蓋從計算機存儲到光學成像的廣泛領域。
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