Logické obvody CMOS

Najnovšie logické obvody sú vyrobené unipolárnou technológiou a označujú sa CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)

Základné prvky sú odvodené od klasických PMOS a NMOS, len hradlá sú aj napriek M v skratke MOS z tepelne odolnejšieho a lacnejšieho polykryštalického kremíka. V rámci výskumu sa však experimentuje aj s kovovými elektródami.

Obvody rady 4000 operujú s TTL úrovňou, ale v počítačoch sa prešlo na nižšie napätia, pretože to znižuje výkonový rozptyl (laterálne skraty cez parazitné kapacity) pri vysokých frekvenciách. Typické napätia sú 3,3V alebo 1,8V a pri supervysokých frekvenciách sú aj menšie ako volt. Niektoré čipy pre niektoré rozhrania majú interne nízke napätia a dovonka TTL.

Krátko povedané, frekvencia sa dá zvýšiť vďaka zmenšeniu napätia, takže je ohraničená len latenciou. Ale vďaka nižším napätiam sa dá aj čipová štruktúra zmenšiť tenšími izolačnými vrstvami (menší čip ⇒ menšia latencia) bez rizika prierazu.

Majú nepatrný príkon a veľký rozsah napájacieho napätia. CMOS logické obvody sú ale pomalšie (oneskorenie signálu je typicky 10ns na NAND hradlo ) v porovnaní s TTL  sú citlivé na statickú elektrinu.

Vlastnosti:

– Napájacie napätie môže byť v rozmedzí 5 až 15 V. U niektorých rád už aj od 3,3 V.

– Za logickú 0 na vstupe je považovaný signál 0 až 0,3 Ucc a logickú 1 vyšší než 0,7 Ucc.

– Rozširujúce varianty sú potom HC, HCT, AC, ACT

– Hradlá CMOS nie sú kompatibilné s TTL, vtedy nejde pripojiť výstup TTL na vstup CMOS. Pokiaľ by sme toto požadovali, musíme použiť obvody rady T (HCT …)