互補金屬氧化物半導體英文解釋翻譯、互補金屬氧化物半導體的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【計】 CMOS; complementary metal oxide semiconductor

分詞翻譯：

互補的英語翻譯：

【電】 complement; complementary

金屬氧化物半導體的英語翻譯：

【計】 MOS

專業解析

互補金屬氧化物半導體（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，簡稱CMOS）是一種廣泛應用于集成電路制造的半導體技術。其核心原理是通過同時使用N型金屬氧化物半導體（NMOS）和P型金屬氧化物半導體（PMOS）晶體管互補工作，實現低功耗與高噪聲容限的特性。以下是詳細解析：

一、術語構成與工作原理

互補（Complementary）
指電路設計中成對使用NMOS 和PMOS 晶體管。NMOS在輸入高電平時導通，PMOS在輸入低電平時導通，兩者交替工作，靜态電流近乎為零，顯著降低功耗。
金屬氧化物（Metal-Oxide）
描述晶體管的栅極結構：金屬（或高摻雜多晶矽）電極通過絕緣氧化物層（如二氧化矽）與半導體基底隔離，形成場效應晶體管（MOSFET）。
半導體（Semiconductor）
基材通常為矽晶圓，通過摻雜工藝形成源極和漏極，控制電流通斷。

二、核心優勢

超低功耗：僅在狀态切換時消耗能量，靜态功耗極低，適用于電池供電設備（如手機、物聯網設備）。
高集成度：晶體管尺寸可微縮至納米級，支持大規模集成電路（如CPU、存儲器）。
抗幹擾能力強：邏輯電平擺幅大（接近電源電壓），噪聲容限優于雙極性晶體管技術。

三、典型應用領域

微處理器與存儲器：現代CPU、SRAM及BIOS芯片均基于CMOS工藝。
圖像傳感器：CMOS圖像傳感器（CIS）因低功耗、低成本主導手機攝像頭市場。
射頻與模拟電路：5G射頻前端、電源管理芯片（PMIC）依賴CMOS的高頻特性與能效比。

四、技術演進

CMOS工藝持續微縮至7nm以下節點，通過FinFET（鳍式場效應晶體管）或GAA（環繞栅極）結構克服短溝道效應，延續摩爾定律。

五、公式說明

CMOS反相器功耗公式（動态功耗）：

P_{dyn} = alpha cdot CL cdot V{DD} cdot f

其中：

$alpha$：開關活動因子
$C_L$：負載電容
$V_{DD}$：電源電壓
$f$：時鐘頻率

權威參考文獻

IEEE《固态電路雜志》：CMOS技術演進分析（鍊接示例）
維基百科"CMOS"詞條：基礎原理與結構（鍊接）
清華大學微電子所教材：《超大規模集成電路技術》
英特爾技術白皮書：FinFET在CMOS工藝中的應用（鍊接）

（注：部分鍊接為領域通用資源，具體文獻需根據最新研究更新）

網絡擴展解釋

互補金屬氧化物半導體（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，簡稱CMOS）是一種集成電路設計與制造工藝，結合了N型金屬氧化物半導體場效應管（NMOS）和P型金屬氧化物半導體場效應管（PMOS）的互補特性。以下是詳細解析：

1.定義與核心原理

互補性：通過在同一矽質晶圓上集成NMOS和PMOS兩種晶體管，利用它們的物理特性互補（例如NMOS導通時PMOS截止，反之亦然），實現低功耗和高效率的電路設計。
技術基礎：采用“金屬-氧化物-半導體”結構，通過電場控制晶體管的導通與截止，形成開關功能。

2.結構與特點

結構組成：
- NMOS：通過電子導電，響應高電平信號；
- PMOS：通過空穴導電，響應低電平信號。
核心優勢：
- 低功耗：僅在切換狀态時消耗能量，靜态功耗極低；
- 高集成度：適合大規模集成電路制造，廣泛應用于微處理器、存儲器等；
- 抗幹擾性強：因互補設計，噪聲容限較高。

3.應用領域

數字電路：如CPU、邏輯門電路，因其高速度和低功耗特性；
存儲芯片：計算機主闆上的CMOS RAM芯片，用于保存系統啟動配置（如BIOS設置）；
傳感器：早期用于圖像傳感器（如掃描儀），但精度較低，後被CCD技術替代；
先進技術：高κ電介質材料的研發推動CMOS向更小尺寸、更高性能發展（如5nm以下工藝）。

4.與其他技術的區别

與CCD對比：CMOS集成度高、成本低，但早期圖像質量不如CCD；隨着技術進步，CMOS傳感器逐漸成為主流；
與TTL對比：CMOS功耗更低，但速度較慢；TTL（晶體管-晶體管邏輯）則適用于高速場景。

CMOS技術通過NMOS和PMOS的互補設計，在集成電路領域實現了功耗、速度與成本的平衡，成為現代電子設備的核心基礎。其應用從計算機芯片到傳感器，持續推動電子行業的微型化與高效化發展。