CMOS-互补MOSFET工作原理及优势简介

CMOS-互补金属氧化物半导体场效应晶体管简介

互补金属氧化物半导体器件是其中P沟道和N沟道增强MOSFET以推挽式布置连接的芯片。CMOS的基本连接如图所示。

上图显示了各种CMOS连接，尤其是N沟道和P沟道CMOS连接。

在该电路中，两个MOSFET（P沟道MOSFET和N沟道MOSFET）串联连接，使P沟道器件的源极连接到正电源+V_DD，并连接N沟道器件的源极到地面。两个器件的栅极作为公共输入连接，两个器件的漏极端子作为公共输出连接在一起。

当输入保持在0伏特的低电平时，MOSFET T₁的栅极相对于源极S处于负电位。因此，MOSFET T₁将导通，其电阻R_ON= 1千欧姆，而栅极MOSFET T₂相对于其源极为0伏。所以T₂将关闭，其电阻RSoff = 10 ^ 10欧姆。这两个电阻都像一个分压器，其输出约为+V_DD伏

在其他情况下，当输入保持在+V_DD伏特的高电平时，则MOSFET T₁的栅极相对于源极处于零电位，因此T₁ 将关断，其电阻R_0FF= 10 ^ 10欧姆 MOSFET T₂的栅极相对于其源极处于正电位，因此MOSFET T₂ 将导 通，其电阻R_ON = 1 Kilo Ohm。在这种情况下，输出约为0伏。


上图显示了CMOS管工作原理 - 输出波形。

除了从+V_DD到零电压或从零上升到+V_DD的短时间外，P沟道MOSFET（或PMOST）和N沟道MOSFET（或NMOS）的串联组合关闭一个晶体管然后从电源中抽出电流。因此，CMOS电路与输入或高或低操作 而绘图没有从供电除了在短暂的时间，而与高和低输出电平之间的切换，当两个晶体管为ON为一个被接通其他 是 关断。实际上，CMOS电路的功耗在直流条件下为零，随着施加的信号频率增加而增加，因为电路更频繁地切换。

CMOS器件主要用于数字电路，工作时提供0 V或+V_DD（+ 5 V）输出，同时从电源获取非常少的功率。大多数低功耗IC（集成电路）使用CMOS内置晶体管。图中所示的曲线给出了输入和输出电压之间的关系。

CMOS的优势

CMOS的主要优点是功耗非常小，通常为50 nW。