مدار CMOS (انگلیسی : Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Circuit)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit) را در آموزش زیر شرح دادیم :
مدار CMOS (انگلیسی : Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Circuit) :
مدار CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) خانواده غالب مدارهای مجتمع دیجیتال در دنیای امروز است. تقریبا تمام ریزپردازنده ها، حافظه ها و آی سی های منطقی پیشرفته با فناوری CMOS ساخته می شوند. ویژگی اصلی CMOS استفاده ترکیبی از ترانزیستورهای MOSFET از نوع N (NMOS) و P (PMOS) به صورت مکمل است. این طراحی منجر به مصرف توان بسیار پایین در حالت ایستا می شود.
ساختار یک گیت CMOS (مثلا اینورتر): یک گیت NOT (اینورتر) CMOS از یک ترانزیستور PMOS (بالا) و یک ترانزیستور NMOS (پایین) تشکیل شده است که گیت آن ها به هم متصل است (ورودی) و درین آن ها نیز به هم متصل است (خروجی). منبع PMOS به ولتاژ تغذیه (
\[ V_{DD} \]) و منبع NMOS به زمین (
\[ V_{SS} \]) وصل است.
⭐ اگر ورودی LOW (۰) باشد، ترانزیستور NMOS خاموش و ترانزیستور PMOS روشن می شود. خروجی به
\[ V_{DD} \]وصل شده و HIGH (۱) می شود.
⭐ اگر ورودی HIGH (۱) باشد، ترانزیستور NMOS روشن و ترانزیستور PMOS خاموش می شود. خروجی به زمین وصل شده و LOW (۰) می شود.
در هر دو حالت، یکی از ترانزیستورها همیشه خاموش است، بنابراین مسیر مستقیم بین
\[ V_{DD} \]و
\[ V_{SS} \]وجود ندارد و جریان DC (به جز جریان نشتی ناچیز) صفر است. توان فقط در لحظات سوئیچینگ مصرف می شود.
مزایای CMOS:
⭐ مصرف توان بسیار پایین: به ویژه در حالت ایستا.
⭐ مصونیت در برابر نویز بالا.
⭐ چگالی بالا: قابلیت ساخت میلیاردها ترانزیستور روی یک تراشه.
⭐ محدوده ولتاژ تغذیه وسیع (معمولا ۲ تا ۶ ولت برای سری 4000 و ۲ تا ۵.۵ ولت برای سری 74HC).
معایب:
⭐ سرعت در گذشته کمتر از TTL بود، اما امروزه CMOSهای پرسرعت (مانند 74AUC) از TTL نیز سریع تر هستند.
⭐ حساسیت به الکتریسیته ساکن (ESD) در برخی موارد.
کاربردها:
⭐ تمامی ریزپردازنده ها، میکروکنترلرها، حافظه ها و آی سی های منطقی پیشرفته.
⭐ آی سی های منطقی استاندارد سری 4000 و 74HC, 74HCT, 74AHC, 74AUC.
⭐ مدارهای مجتمع آنالوگ (مانند سوئیچ های آنالوگ).
