CMOS

Wikipedia

CMOS (lyhenne sanoista Complementary Metal Oxide Semiconductor) on kanavatransistoreihin perustuva mikropiiritekniikka, jota käytetään mm. digitaali- ja nykyään myös radiotaajuisissa piireissä. CMOS-tekniikalla valmistetaan mm. logiikkaporttipiirejä ja mikroprosessoreja.

CMOS-ohutkalvorakenne perustyy symmetrisiin ylös- ja alasvetäviin linjoihin; jokainen signaalijohdin on aina transistorilla yhdistetty sekä 0- että 1-johtoihin. Näistä transistoreista toinen on aina auki, toinen kiinni.

Ennen CMOS-tekniikkaa oli käytössä tekniikka, jossa transistoreita oli vain yksi, ja toisessa välissä oli vastus. Tästä oli seurauksena se, että aina signaalin ollessa "väärässä asennossa" vastuksen läpi virtasi sähkövirta, joka aiheutti piirille suuren sähkönkulutuksen, vaikka piiri ei vaihtaisikaan tilaa.

CMOS mahdollisti selvästi pienemmän tehonkulutuksen, koska auki olevan transistorin läpi ei teoriassa kulje virtaa, ja sähkövirran tarvitsee kulkea transistoreiden läpi vain kun signaalin tila muuttuu.

Käytännössä piirien valmistustekniikan käytyä hyvin pieniksi myös auki olevasta transistorista on alkanut vuotaa läpi sähkömääriä, jotka vaikuttavat piirin virrankulutukseen. Tästä syystä CMOS-kalvorakenteisiin on lisätty eristekalvoja, kuten high-k-eriste. Virrankulutuksen pienentämiseksi 2000-luvunvaihteessa tehty johdinmateriaalin vaihtaminen alumiinista kupariin johti siihen, että kalvorakenteisiin täytyi lisätä titaaninitridi-pohjaisia barrier-kalvoja diffuusion estämiseksi, koska kupari diffundoituu helposti kalvojen läpi ja tuhoaa puolijohteen.

CMOS-tekniikkaan perustuen on kehitetty myös valoherkkä kenno l. kuvasensori, jota käytetään joissakin digitaalikameroissa, eli CMOS-kenno.

[muokkaa] Katso myös

• puolijohdeteollisuus
• TTL
• ECL