CMOS和NMOS区别

如题所述

NMOS/PMOS/CMOS区别
英文全称为:N-Mental-Oxide-Semiconductor。
  Metal-Oxide-SemIConductor的意思为金属-氧化物-半导体,而拥有这种结构的晶体管我们称之为MOS晶体管。
  有P型MOS管和N型MOS管之分。由MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路,由NMOS组成的电路就是NMOS集成电路,由PMOS管组成的电路就是PMOS集成电路,由NMOS和PMOS两种管子组成的互补MOS电路,即CMOS电路
NMOS结构
  在一块掺杂浓度较低的P型硅衬底上,制作两个高掺杂浓度的N+区,并用金属铝引出两个电极,分别作漏极d和源极s。然后在半导体表面覆盖一层很薄的二氧化硅(SiO2)绝缘层,在漏——源极间的绝缘层上再装上一个铝电极,作为栅极g。在衬底上也引出一个电极B,这就构成了一个N沟道增强型MOS管。MOS管的源极和衬底通常是接在一起的(大多数管子在出厂前已连接好)。
  它的栅极与其它电极间是绝缘的。
  图(a)、(b)分别是它的结构示意图和代表符号。代表符号中的箭头方向表示由P(衬底)指向N(沟道)。P沟道增强型MOS管的箭头方向与上述相反,如图(c)所示。 (注:箭头方向理解为电子运动方向)
  N沟道增强型MOS管的工作原理
  (1)vGS对iD及沟道的控制作用
  ① vGS=0 的情况
  从图1(a)可以看出,增强型MOS管的漏极d和源极s之间有两个背靠背的PN结。当栅——源电压vGS=0时,即使加上漏——源电压vDS,而且不论vDS的极性如何,总有一个PN结处于反偏状态,漏——源极间没有导电沟道,所以这时漏极电流iD≈0。
  ② vGS>0 的情况
  若vGS>0,则栅极和衬底之间的SiO2绝缘层中便产生一个电场。电场方向垂直于半导体表面的由栅极指向衬底的电场。这个电场能排斥空穴而吸引电子。
  排斥空穴:使栅极附近的P型衬底中的空穴被排斥,剩下不能移动的受主离子(负离子),形成耗尽层。吸引电子:将 P型衬底中的电子(少子)被吸引到衬底表面。
  (2)导电沟道的形成:
  当vGS数值较小,吸引电子的能力不强时,漏——源极之间仍无导电沟道出现,如图1(b)所示。vGS增加时,吸引到P衬底表面层的电子就增多,当vGS达到某一数值时,这些电子在栅极附近的P衬底表面便形成一个N型薄层,且与两个N+区相连通,在漏——源极间形成N型导电沟道,其导电类型与P衬底相反,故又称为反型层,如图1(c)所示。vGS越大,作用于半导体表面的电场就越强,吸引到P衬底表面的电子就越多,导电沟道越厚,沟道电阻越小。
  开始形成沟道时的栅——源极电压称为开启电压,用VT表示。
  上面讨论的N沟道MOS管在vGS<VT时,不能形成导电沟道,管子处于截止状态。只有当vGS≥VT时,才有沟道形成。这种必须在vGS≥VT时才能形成导电沟道的MOS管称为增强型MOS管。沟道形成以后,在漏——源极间加上正向电压vDS,就有漏极电流产生。
  vDS对iD的影响原理示意图  如图(a)所示,当vGS>VT且为一确定值时,漏——源电压vDS对导电沟道及电流iD的影响与结型场效应管相似。  漏极电流iD沿沟道产生的电压降使沟道内各点与栅极间的电压不再相等,靠近源极一端的电压最大,这里沟道最厚,而漏极一端电压最小,其值为VGD=vGS-vDS,因而这里沟道最薄。但当vDS较小(vDS<vGS–VT)时,它对沟道的影响不大,这时只要vGS一定,沟道电阻几乎也是一定的,所以iD随vDS近似呈线性变化。
  随着vDS的增大,靠近漏极的沟道越来越薄,当vDS增加到使VGD=vGS-vDS=VT(或vDS=vGS-VT)时,沟道在漏极一端出现预夹断,如图2(b)所示。再继续增大vDS,夹断点将向源极方向移动,如图2(c)所示。由于vDS的增加部分几乎全部降落在夹断区,故iD几乎不随vDS增大而增加,管子进入饱和区,iD几乎仅由vGS决定。=================================================================================场效应管是靠叫做“导电沟道”的机制导电的,通俗的讲,该沟道越宽,导电能力越强(即电阻越小),宽度为0,则不导电。有两种类型的场效应管:增强型和耗尽型。增强型的在栅源电压小于一定值时是没有导电沟道的(宽度为0),大于该值时才导电,这就是开启电压。耗尽型的在栅源电压=0时就已经存在非0宽度的导电沟道,而随着栅源电压的降低,沟道宽度越来越小,当沟道宽度=0时对应的栅源电压就称为夹断电圧。
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第1个回答  2012-11-03
cmos即互补式金属氧化物半导体(英语:Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS,简称互补式金氧半)是一种集成电路制程,可在硅晶圆上制作出PMOS(P-channel MOSFET)和NMOS(N-channel MOSFET)元件,由于PMOS与NMOS在特性上为互补性,因此称为CMOS。

也就是说Cmos 是由nmos和pmos组成的。
CMOS具有只有在晶体管需要切换启闭时才需耗能的优点,因此非常省电且发热少。
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