2 . مبانی دستگاه های CMOS

سوئیچ ها بلوک های اصلی هر پیاده سازی منطق سخت افزاری هستند. کامپیوتر به معنای امروزی 2 . 1با استفاده از کلیدهای مکانیکی و بعدی الکترومکانیکی ساخته شده اند. کاستی های اصلی این گونه قطعات سرعت کم و مصرف برق زیاد آنهاست. لوله های خلاء، که سوئیچ هایی بدون قطعات متحرک هستند، به عنوان جایگزین استفاده شده اند، اما از قابلیت اطمینان ضعیف رنج می برند. اختراع سوئیچ های نیمه هادی یک جایگزین سریع و قابل اعتماد ارائه کرد. ترانزیستورهای دوقطبی سرعت سوئیچینگ بالا و تقویت زیاد را امکان پذیر می کنند، با این حال، جریان جریان در تماس پایه باید حفظ شود تا کلید باز بماند. در ترانزیستورهای اثر میدانی فلز-اکسید-نیمه هادی جریان جریان توسط یک ولتاژ کنترل می شود. در حالت ایده آل، هیچ برقی برای کنترل حالت روشن و خاموش مورد نیاز نیست. فناوری MOS مکمل مبتنی بر ترانزیستورهای نوع مکمل است که در آن جریان فقط در طول فرآیند سوئیچینگ جریان دارد. این دستگاه‌ها اجرای منطق سخت‌افزاری را با قدرت آماده به کار بسیار کم، سرعت بالا و ردپای کوچک امکان‌پذیر می‌سازند. شکل. 2.1 یک طرح شماتیک و یک طرح ساده از یک اینورتر CMOS را نشان می دهد، که نیروی کار همه رایانه های مدرن است. یک دستگاه MOS نوع n (nMOS) و یک دستگاه MOS نوع p (pMOS) بر روی یک ویفر دوپ شده p ساخته می‌شوند و دستگاه pMOS در یک چاه دوپ شده n تعبیه شده است. ردپای این سازه ها بسیار کوچک است و امکان تراکم یکپارچه سازی بالایی را فراهم می کند.

شکل 2.1: شماتیک یک اینورتر CMOS و طرح آن.

\includegraphics[width=0.85\linewidth]{figures/cmosLayout}


زیر بخش ها