互補型金屬氧化半導體英文解釋翻譯、互補型金屬氧化半導體的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【電】 Cmos
分詞翻譯:
互補的英語翻譯:
【電】 complement; complementary
型的英語翻譯:
model; mould; type
【醫】 form; habit; habitus; pattern; series; Ty.; type
【經】 type
金屬的英語翻譯:
metal
【化】 metal
【醫】 metal
【經】 metal
氧化的英語翻譯:
combustion; oxidation; oxidize; oxygenation
【化】 adduction; oxidation
【醫】 oxidation; oxidization; oxidize; oxy-; oxydation; oxygenize
半導體的英語翻譯:
semiconductor
【計】 quasi-conductor; SC
【化】 semiconductor
【醫】 semiconductor
專業解析
互補型金屬氧化半導體 (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS) 是微電子學中一種極其重要的集成電路制造技術。其名稱蘊含了其核心結構與工作原理:
-
術語構成解析:
- 互補 (Complementary): 指該技術同時使用兩種類型且特性“互補”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)。PMOS 和 NMOS 在導電特性上相反(PMOS在低電壓下導通,NMOS在高電壓下導通),它們成對組合工作,形成互補對稱的結構。
- 金屬氧化半導體 (Metal-Oxide-Semiconductor): 描述了構成單個MOSFET晶體管的基本物理結構。其核心是一個由金屬(或現代工藝中常用多晶矽替代)栅極 (Gate)、氧化物(通常是二氧化矽SiO₂)絕緣層和半導體(通常是矽)襯底組成的“三明治”結構。栅極電壓通過絕緣層控制半導體溝道的導電狀态,實現開關功能。
-
技術原理核心:
CMOS電路的核心優勢在于其靜态功耗極低。在穩定邏輯狀态(如邏輯“0”或邏輯“1”)時,構成一個基本邏輯門(如反相器)的PMOS管和NMOS管中總有一個處于截止狀态,使得從電源到地之間沒有直接的直流導通路徑。電流僅在狀态切換(開關瞬态)時為了給寄生電容充放電才會顯著流動。其開關阈值電壓 ($V{th}$) 的設計是确保互補對可靠工作的關鍵:
$$
V{th} = V_{GS} - VT
$$
其中 $V{GS}$ 是栅源電壓,$V_T$ 是晶體管的阈值電壓。
-
主要應用領域:
- 數字集成電路: 是當今幾乎所有數字邏輯芯片(如微處理器CPU、圖形處理器GPU、内存芯片、數字信號處理器DSP、現場可編程門陣列FPGA、專用集成電路ASIC)的基礎技術。其低功耗、高集成度、抗噪能力強的特點使其主導了數字電路領域。
- CMOS圖像傳感器: 廣泛應用于數碼相機、智能手機攝像頭、安防監控等領域,将光信號轉換為電信號。
- 射頻集成電路: 在無線通信設備(如手機、WiFi模塊)中用于信號處理。
- 模拟與混合信號電路: 雖然以數字應用聞名,CMOS技術也用于構建模拟電路(如運算放大器、數據轉換器ADC/DAC)以及集成數字與模拟功能的混合信號芯片。
-
行業意義:
CMOS技術是現代信息社會的基石。其持續的小型化(遵循摩爾定律)使得計算能力飛速提升、電子設備日益便攜化智能化。其低功耗特性對于移動設備和數據中心能效至關重要。CMOS工藝的成熟度和可擴展性使其成為全球半導體産業大規模生産的主流技術。
參考來源:
- IEEE Xplore Digital Library (權威電子工程學術文獻庫)
- 《半導體器件物理與工藝》(施敏, S.M. Sze) 經典教科書
- Wikipedia: CMOS (廣泛認可的技術概述平台)
- Britannica: CMOS (權威百科全書條目)
- Intel Technology Documentation (領先半導體制造商技術白皮書)
網絡擴展解釋
互補型金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,簡稱CMOS)是一種集成電路設計與制造工藝,以下是其核心要點:
1.基本定義
CMOS通過同時集成N型MOSFET(NMOS)和P型MOSFET(PMOS)兩種晶體管實現電路功能。這兩種晶體管在物理特性上互補:NMOS在正電壓下導通,PMOS在負電壓下導通,組合使用時能顯著降低功耗。
2.結構特點
- 材料組成:傳統結構為“金屬-氧化層-半導體”三層堆疊(如金屬栅極/二氧化矽絕緣層/矽基底)。現代工藝中,栅極材料多用多晶矽替代金屬,但“MOS”名稱仍被沿用。
- 互補性:NMOS和PMOS的協同工作使得電路僅在狀态切換時消耗能量,靜态功耗極低。
3.核心優勢
- 低功耗:僅在開關動作時耗電,適合電池供電設備(如手機、物聯網設備)。
- 高噪聲容限:抗幹擾能力強,信號穩定性高。
- 高集成度:支持大規模集成電路設計,廣泛應用于微處理器、存儲器等。
4.主要應用領域
- 數字電路:計算機CPU、存儲器芯片(如DRAM、SRAM)的核心技術。
- 傳感器:部分光學傳感器(如早期掃描儀、手機攝像頭)采用CMOS感光元件。
- 主闆芯片:計算機主闆上的BIOS設置存儲芯片也基于CMOS技術。
5.技術延伸
CMOS工藝已成為現代半導體工業的基石,衍生出FinFET等先進制程,持續推動芯片性能提升與功耗優化。
如需進一步了解具體應用場景或工藝細節,可參考相關半導體技術文獻或行業報告。
分類
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