سيموس

📅 آخر تحديث: ٢٢ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٢ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 13 صور
الموسوعة الحرة
عاكس CMOS ( بوابة منطقية NOT )

الترانزستور المعدني الأكسيدي التكميلي ( CMOS ، تنطق "sea-moss"، ‎/ ‏s iː m ɑː s / ، ‎/‏- ɒ s / ‏) هو نوع من عملية تصنيع الترانزستور المعدني الأكسيدي شبه الموصل ذي التأثير الميداني (MOSFET) الذي يستخدم أزواجًا تكميلية ومتماثلة من ترانزستورات MOSFET من النوع p والنوع n للوظائف المنطقية. [1] تُستخدم تقنية CMOS في بناء شرائح الدوائر المتكاملة (IC)، بما في ذلك المعالجات الدقيقة ، ووحدات التحكم الدقيقة ، وشرائح الذاكرة (بما في ذلك BIOS CMOS )، ودوائر المنطق الرقمية الأخرى . تُستخدم تقنية CMOS أيضًا في الدوائر التناظرية مثل أجهزة استشعار الصور ( أجهزة استشعار CMOS )، ومحولات البيانات ، ودوائر التردد اللاسلكي ( RF CMOS )، وأجهزة الإرسال والاستقبال المتكاملة للغاية للعديد من أنواع الاتصالات.

في عام 1948، حصل باردين وبراتين على براءة اختراع لترانزستور بوابة معزولة (IGFET) بطبقة عكسية. يشكل مفهوم باردين الأساس لتكنولوجيا CMOS اليوم. تم تقديم عملية CMOS بواسطة فرانك وانلاس وتشيه تانج ساه من شركة فيرتشايلد سيميكوندكتور في المؤتمر الدولي للدوائر ذات الحالة الصلبة في عام 1963. قدم وانلاس لاحقًا براءة اختراع أمريكية رقم 3،356،858 لدوائر CMOS وتم منحها في عام 1967. قامت شركة RCA بتسويق التكنولوجيا بالعلامة التجارية "COS-MOS" في أواخر الستينيات، مما أجبر الشركات المصنعة الأخرى على إيجاد اسم آخر، مما أدى إلى أن يصبح "CMOS" الاسم القياسي للتكنولوجيا بحلول أوائل السبعينيات. لقد تفوقت تقنية CMOS على تقنية NMOS باعتبارها عملية تصنيع MOSFET المهيمنة لشرائح التكامل واسع النطاق (VLSI) في ثمانينيات القرن العشرين، واستبدلت أيضًا تقنية منطق الترانزستور-الترانزستور (TTL) السابقة. ومنذ ذلك الحين، ظلت تقنية CMOS هي عملية التصنيع القياسية لأجهزة أشباه الموصلات MOSFET في شرائح VLSI. اعتبارًا من عام 2011 ، تم تصنيع 99٪ من شرائح IC، بما في ذلك معظم الدوائر المتكاملة الرقمية والتناظرية والمختلطة الإشارات ، باستخدام تقنية CMOS. [2]

من أهم خصائص أجهزة CMOS هي مقاومة الضوضاء العالية واستهلاك الطاقة الساكنة المنخفض . [3] نظرًا لأن أحد الترانزستورات في زوج MOSFET يكون دائمًا مغلقًا، فإن التركيبة التسلسلية تستهلك طاقة كبيرة فقط مؤقتًا أثناء التبديل بين حالتي التشغيل والإيقاف. وبالتالي، لا تنتج أجهزة CMOS قدرًا كبيرًا من الحرارة المهدرة مثل الأشكال الأخرى من المنطق، مثل منطق NMOS أو منطق الترانزستور-الترانزستور (TTL)، والتي عادةً ما يكون لها بعض التيار الثابت حتى عند عدم تغيير الحالة. تسمح هذه الخصائص لـ CMOS بدمج كثافة عالية من الوظائف المنطقية على شريحة. كان هذا هو السبب الرئيسي وراء أن أصبحت CMOS هي التكنولوجيا الأكثر استخدامًا على نطاق واسع والتي يتم تنفيذها في شرائح VLSI.

عبارة "معدن - أكسيد - شبه موصل" هي إشارة إلى البنية الفيزيائية لترانزستورات تأثير المجال MOS ، حيث يوجد قطب بوابة معدني موضوع أعلى عازل أكسيد، والذي يكون بدوره أعلى مادة شبه موصلة . كان الألمنيوم مستخدمًا في السابق ولكن الآن المادة هي بولي سيليكون . وقد عادت البوابات المعدنية الأخرى إلى الظهور مع ظهور المواد العازلة عالية κ في عملية CMOS، كما أعلنت IBM وIntel لعقدة 45 نانومتر وأحجام أصغر. [4]

تاريخ

1957، رسم تخطيطي لأحد أجهزة الترانزستور SiO2 التي صنعها فروش وديريك [5]

تم تقديم مبدأ التناظر التكميلي لأول مرة بواسطة جورج سيكلاي في عام 1953 والذي ناقش بعد ذلك العديد من الدوائر ثنائية القطب التكميلية. اخترع بول فايمر ، أيضًا في شركة RCA ، في عام 1962 الدوائر التكميلية للترانزستور الغشائي الرقيق (TFT)، وهو قريب من CMOS. اخترع دوائر التقليب المتكامل والعاكس، لكنه لم يقم بأي عمل في منطق تكميلي أكثر تعقيدًا. كان أول شخص قادر على وضع ترانزستورات TFT ذات قناة p وقناة n في دائرة على نفس الركيزة. قبل ثلاث سنوات، نشر جون ت. والمارك وسانفورد م. ماركوس مجموعة متنوعة من وظائف المنطق المعقدة التي تم تنفيذها كدوائر متكاملة باستخدام JFETs ، بما في ذلك دوائر الذاكرة التكميلية. كان فرانك وانلاس على دراية بالعمل الذي قام به فايمر في شركة RCA. [6] [7] [8] [9] [10] [11]

في عام 1955، قام كارل فروش ولينكولن ديريك عن طريق الخطأ بتنمية طبقة من ثاني أكسيد السيليكون فوق رقاقة السيليكون، حيث لاحظا تأثيرات التخميد السطحي. [12] بحلول عام 1957، تمكن فروش وديريك، باستخدام الإخفاء والترسيب المسبق، من تصنيع ترانزستورات ثاني أكسيد السيليكون وأظهرا أن ثاني أكسيد السيليكون يعزل ويحمي رقائق السيليكون ويمنع الشوائب من الانتشار في الرقاقة. [12] [13] درس جيه آر ليجينزا و دبليو جي سبيتزر آلية الأكاسيد المزروعة حرارياً وصنعوا مجموعة عالية الجودة من Si/ SiO 2 في عام 1960. [14] [15] [16]

محاكاة تكوين قناة عكسية (كثافة الإلكترون) والوصول إلى جهد العتبة (IV) في ترانزستور MOSFET من الأسلاك النانوية. يقع جهد العتبة لهذا الجهاز عند حوالي 0.45 فولت.

بعد هذا البحث، اقترح محمد عطا الله وداوون كانج ترانزستور MOS من السيليكون في عام 1959 [17] وأظهروا بنجاح جهاز MOS يعمل مع فريق مختبرات بيل في عام 1960. [18] [19] وشمل فريقهم EE LaBate وEI Povilonis الذين صنعوا الجهاز؛ وMO Thurston وLA D'Asaro وJR Ligenza الذين طوروا عمليات الانتشار، وHK Gummel وR. Lindner الذين وصفوا الجهاز. [20] [21] كان هناك في الأصل نوعان من منطق MOSFET، PMOS ( MOS من النوع p ) و NMOS ( MOS من النوع n ). [22] تم تطوير كلا النوعين بواسطة Frosch وDerrick في عام 1957 في مختبرات بيل. [23]

في عام 1948، حصل باردين وبراتين على براءة اختراع لمبتكر ترانزستور MOSFET، وهو ترانزستور FET ذو بوابة معزولة (IGFET) مع طبقة عكسية. تشكل براءة اختراع باردين ومفهوم طبقة العكس الأساس لتكنولوجيا CMOS اليوم. [24] تم تطوير نوع جديد من منطق MOSFET يجمع بين كل من عمليتي PMOS وNMOS، يسمى MOS التكميلي (CMOS)، بواسطة Chih-Tang Sah و Frank Wanlass في Fairchild. في فبراير 1963، نشرا الاختراع في ورقة بحثية . [25] [26] في كل من ورقة البحث وبراءة الاختراع التي قدمها Wanlass، تم توضيح تصنيع أجهزة CMOS، على أساس الأكسدة الحرارية لركيزة السيليكون لإنتاج طبقة من ثاني أكسيد السيليكون تقع بين جهة اتصال الصرف وجهة اتصال المصدر. [27] [26]

تم تسويق CMOS بواسطة شركة RCA في أواخر الستينيات. تبنت شركة RCA CMOS لتصميم الدوائر المتكاملة (ICs)، حيث طورت دوائر CMOS لجهاز كمبيوتر تابع للقوات الجوية في عام 1965 ثم شريحة ذاكرة SRAM CMOS 288 بت في عام 1968. [25] كما استخدمت شركة RCA CMOS لدوائرها المتكاملة من السلسلة 4000 في عام 1968، بدءًا بعملية تصنيع أشباه الموصلات 20 ميكرومتر قبل التوسع تدريجيًا إلى عملية 10 ميكرومتر على مدى السنوات العديدة التالية. [28] 

في البداية، أهملت صناعة أشباه الموصلات الأمريكية تقنية CMOS لصالح تقنية NMOS، التي كانت أكثر قوة في ذلك الوقت. ومع ذلك، سرعان ما تبنت شركات تصنيع أشباه الموصلات اليابانية تقنية CMOS وطورتها بسبب استهلاكها المنخفض للطاقة، مما أدى إلى صعود صناعة أشباه الموصلات اليابانية. [29] طورت شركة توشيبا تقنية C 2 MOS (Clocked CMOS)، وهي تقنية دوائر ذات استهلاك أقل للطاقة وسرعة تشغيل أسرع من تقنية CMOS العادية، في عام 1969. استخدمت توشيبا تقنية C 2 MOS لتطوير شريحة تكامل واسعة النطاق (LSI) لحاسبة الجيب Elsi Mini LED من شركة Sharp ، والتي تم تطويرها في عام 1971 وتم إصدارها في عام 1972. [30] بدأت شركة Suwa Seikosha (الآن Seiko Epson ) في تطوير شريحة IC CMOS لساعة كوارتز Seiko في عام 1969، وبدأت الإنتاج الضخم مع إطلاق ساعة Seiko Analog Quartz 38SQW في عام 1971. [31] كان أول منتج إلكتروني استهلاكي CMOS يتم إنتاجه بكميات كبيرة هو ساعة Hamilton Pulsar "Wrist Computer" الرقمية، والتي تم إصدارها في عام 1970. [32] نظرًا لانخفاض استهلاك الطاقة، تم استخدام منطق CMOS على نطاق واسع في الآلات الحاسبة والساعات منذ السبعينيات. [33]

كانت أقدم المعالجات الدقيقة في أوائل سبعينيات القرن العشرين هي معالجات PMOS، والتي هيمنت في البداية على صناعة المعالجات الدقيقة المبكرة . وبحلول أواخر سبعينيات القرن العشرين، تفوقت معالجات NMOS على معالجات PMOS. [34] تم تقديم معالجات CMOS في عام 1975، مع Intersil 6100 ، [34] وRCA CDP 1801. [ 35] ومع ذلك، لم تصبح معالجات CMOS مهيمنة حتى ثمانينيات القرن العشرين. [34]

كانت CMOS أبطأ في البداية من منطق NMOS ، وبالتالي تم استخدام NMOS على نطاق واسع لأجهزة الكمبيوتر في السبعينيات. [33] كان لشريحة ذاكرة Intel 5101 (1 كيلو بايت SRAM ) CMOS (1974) وقت وصول 800 نانوثانية ، [36] [37] بينما كانت أسرع شريحة NMOS في ذلك الوقت، شريحة ذاكرة Intel 2147 (4 كيلو بايت SRAM) HMOS (1976)، وقت وصول 55/70 نانوثانية. [33] [37] في عام 1978، قدم فريق بحث من شركة هيتاشي بقيادة توشياكي ماسوهارا عملية Hi-CMOS ذات البئر المزدوجة، مع شريحة الذاكرة HM6147 (4 كيلو بايت SRAM)، المصنعة بعملية 3 ميكرومتر . [33] [38] [39] تمكنت شريحة Hitachi HM6147 من مطابقة الأداء ( وصول 55/70 نانوثانية) لشريحة Intel 2147 HMOS، بينما استهلكت HM6147 أيضًا طاقة أقل بكثير (15 مللي أمبير ) من 2147 (110 مللي أمبير). مع أداء مماثل واستهلاك طاقة أقل بكثير، تجاوزت عملية CMOS ذات البئر المزدوجة في النهاية عملية NMOS باعتبارها عملية تصنيع أشباه الموصلات الأكثر شيوعًا لأجهزة الكمبيوتر في الثمانينيات. [33]         

في ثمانينيات القرن العشرين، تفوقت معالجات CMOS على معالجات NMOS. [34] استخدمت مركبة جاليليو الفضائية التابعة لوكالة ناسا ، التي أُرسلت إلى مدار حول كوكب المشتري في عام 1989، معالج RCA 1802 CMOS بسبب انخفاض استهلاك الطاقة. [32]

قدمت شركة إنتل عملية 1.5 ميكرومتر لتصنيع أجهزة أشباه الموصلات CMOS في عام 1983. [40] في منتصف الثمانينيات، طور بيجان دافاري من شركة IBM تقنية CMOS عالية الأداء ومنخفضة الجهد وعميقة الميكرون ، والتي مكنت من تطوير أجهزة كمبيوتر أسرع بالإضافة إلى أجهزة كمبيوتر محمولة والإلكترونيات المحمولة التي تعمل بالبطارية . [41] في عام 1988، قاد دافاري فريق IBM الذي أظهر عملية CMOS عالية الأداء 250 نانومتر . [42]

قامت شركة فوجيتسو بتسويق عملية تصنيع CMOS بحجم 700 نانومتر في عام 1987، [40] ثم قامت شركة هيتاشي وميتسوبيشي إلكتريك و NEC وتوشيبا بتسويق CMOS بحجم 500 نانومتر في عام 1989. [43] في عام 1993، قامت شركة سوني بتسويق عملية تصنيع CMOS بحجم 350 نانومتر ، بينما قامت شركة هيتاشي وNEC بتسويق CMOS بحجم 250 نانومتر . قدمت شركة هيتاشي عملية تصنيع CMOS بحجم 160 نانومتر في عام 1995، ثم قدمت شركة ميتسوبيشي عملية تصنيع CMOS بحجم 150 نانومتر في عام 1996، ثم قدمت شركة سامسونج للإلكترونيات عملية تصنيع 140 نانومتر في عام 1999. [43]      

في عام 2000، اخترع جورتيج سينغ ساندهو وترونج تي دوان في شركة ميكرون تكنولوجي الترسيب الذري للطبقات باستخدام أغشية عازلة عالية الكاما ، مما أدى إلى تطوير عملية CMOS فعالة من حيث التكلفة بطول 90 نانومتر . [41] [44] طورت شركة توشيبا وسوني عملية CMOS بطول 65 نانومتر في عام 2002، [45] ثم بدأت شركة TSMC في تطوير منطق CMOS بطول 45 نانومتر في عام 2004. [46] أدى تطوير نمط مزدوج الملعب بواسطة جورتيج سينغ ساندهو في شركة ميكرون تكنولوجي إلى تطوير CMOS من فئة 30 نانومتر في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. [41] 

تُستخدم تقنية CMOS في معظم أجهزة LSI و VLSI الحديثة. [33] اعتبارًا من عام 2010، كانت وحدات المعالجة المركزية ذات أفضل أداء لكل واط كل عام عبارة عن منطق ثابت CMOS منذ عام 1976. [ بحاجة لمصدر ] اعتبارًا من عام 2019، لا تزال تقنية CMOS المستوية هي الشكل الأكثر شيوعًا لتصنيع أجهزة أشباه الموصلات، ولكن يتم استبدالها تدريجيًا بتقنية FinFET غير المستوية ، والتي قادرة على تصنيع عقد أشباه الموصلات الأصغر من 20  نانومتر . [47]

التفاصيل الفنية

يشير مصطلح "CMOS" إلى كل من أسلوب معين لتصميم الدوائر الرقمية وعائلة العمليات المستخدمة لتنفيذ تلك الدوائر على الدوائر المتكاملة (الرقائق). تبدد دوائر CMOS طاقة أقل من عائلات المنطق ذات الأحمال المقاومة. ونظرًا لزيادة هذه الميزة وازدياد أهميتها، فقد أصبحت عمليات CMOS ومتغيراتها مهيمنة، وبالتالي فإن الغالبية العظمى من تصنيع الدوائر المتكاملة الحديثة يتم على عمليات CMOS. [48] يستهلك منطق CMOS حوالي سُبع طاقة منطق NMOS ، [33] وحوالي 10 ملايين مرة طاقة أقل من منطق الترانزستور ثنائي القطب (TTL). [49] [50]

تستخدم دوائر CMOS مزيجًا من ترانزستورات التأثير الميداني المعدنية والأكسيدية شبه الموصلة من النوع p والنوع n لتنفيذ بوابات منطقية ودوائر رقمية أخرى. على الرغم من أنه يمكن تنفيذ منطق CMOS باستخدام أجهزة منفصلة للعروض التوضيحية، فإن منتجات CMOS التجارية عبارة عن دوائر متكاملة تتكون من مليارات الترانزستورات من كلا النوعين ، على قطعة مستطيلة من السيليكون غالبًا ما يتراوح حجمها بين 10 و400 مم 2. [ بحاجة لمصدر ]

يستخدم CMOS دائمًا جميع MOSFETs في وضع التحسين (بعبارة أخرى، يقوم جهد البوابة إلى المصدر الصفري بإيقاف تشغيل الترانزستور). [51]

انقلاب

تُبنى دوائر CMOS بطريقة تجعل جميع الترانزستورات شبه الموصلة المعدنية من النوع P (PMOS) إما أن يكون لها مدخل من مصدر الجهد أو من ترانزستور PMOS آخر. وبالمثل، يجب أن يكون لجميع الترانزستورات NMOS مدخل من الأرض أو من ترانزستور NMOS آخر. يخلق تكوين ترانزستور PMOS مقاومة منخفضة بين جهات اتصال المصدر والصرف عند تطبيق جهد بوابة منخفض ومقاومة عالية عند تطبيق جهد بوابة مرتفع. من ناحية أخرى، يخلق تكوين ترانزستور NMOS مقاومة عالية بين المصدر والصرف عند تطبيق جهد بوابة منخفض ومقاومة منخفضة عند تطبيق جهد بوابة مرتفع. ينجز CMOS تقليل التيار عن طريق استكمال كل nMOSFET بـ pMOSFET وربط كلتا البوابتين وكلا المصرفين معًا. سيؤدي الجهد العالي على البوابات إلى توصيل nMOSFET وعدم توصيل pMOSFET، بينما يتسبب الجهد المنخفض على البوابات في العكس. يقلل هذا الترتيب بشكل كبير من استهلاك الطاقة وتوليد الحرارة. ومع ذلك، أثناء وقت التبديل، تعمل كل من MOSFETs pMOS وnMOS لفترة وجيزة مع انتقال جهد البوابة من حالة إلى أخرى. وهذا يؤدي إلى ارتفاع قصير في استهلاك الطاقة ويصبح مشكلة خطيرة عند الترددات العالية.

عاكس CMOS ثابت. يشير كل من V dd و V ss إلى الصرف والمصدر ، على التوالي.

تُظهر الصورة المجاورة ما يحدث عند توصيل مدخل بكل من ترانزستور PMOS (أعلى الرسم التخطيطي) وترانزستور NMOS (أسفل الرسم التخطيطي). Vdd هو جهد موجب متصل بمصدر طاقة وVss هو الأرض. A هو المدخل وQ هو المخرج.

عندما يكون جهد A منخفضًا (أي قريبًا من Vss)، تكون قناة الترانزستور NMOS في حالة مقاومة عالية، مما يفصل Vss عن Q. تكون قناة الترانزستور PMOS في حالة مقاومة منخفضة، مما يربط Vdd بـ Q. وبالتالي، يسجل Q Vdd.

من ناحية أخرى، عندما يكون جهد A مرتفعًا (أي قريبًا من Vdd)، يكون الترانزستور PMOS في حالة مقاومة عالية، مما يفصل Vdd عن Q. يكون الترانزستور NMOS في حالة مقاومة منخفضة، مما يربط Vss بـ Q. الآن، يسجل Q Vss.

باختصار، مخرجات الترانزستورات PMOS وNMOS متكاملة بحيث عندما يكون الإدخال منخفضًا، يكون الإخراج مرتفعًا، وعندما يكون الإدخال مرتفعًا، يكون الإخراج منخفضًا. بغض النظر عن نوع الإدخال، لا يُترك الإخراج عائمًا أبدًا (لا يتم تخزين الشحنة أبدًا بسبب سعة السلك ونقص التفريغ الكهربائي/الأرضي). وبسبب هذا السلوك للمدخل والمخرج، يكون خرج دائرة CMOS معكوسًا للمدخل.

لا تساوي مقاومات الترانزستورات أبدًا الصفر أو اللانهاية تمامًا، لذا فإن Q لن تساوي أبدًا Vss أو Vdd تمامًا، ولكن Q ستكون دائمًا أقرب إلى Vss مما كانت عليه A إلى Vdd (أو العكس إذا كانت A قريبة من Vss). بدون هذا التضخيم، سيكون هناك حد منخفض جدًا لعدد البوابات المنطقية التي يمكن ربطها معًا على التوالي، وسيكون منطق CMOS مع مليارات الترانزستورات مستحيلًا.

دبابيس مصدر الطاقة

تُسمى دبابيس مصدر الطاقة لـ CMOS بـ V DD وV SS ، أو V CC وGround (GND) حسب الشركة المصنعة. V DD وV SS عبارة عن عمليات نقل من دوائر MOS التقليدية وتمثل إمدادات الصرف والمصدر . [52] لا تنطبق هذه بشكل مباشر على CMOS، حيث أن كلا الإمدادين هما في الواقع إمدادات مصدر. V CC و Ground عبارة عن عمليات نقل من منطق TTL وقد تم الاحتفاظ بهذه التسمية مع تقديم خط 54C/74C من CMOS.

الثنائية

من أهم خصائص دائرة CMOS هي الثنائية الموجودة بين ترانزستورات PMOS وترانزستورات NMOS. يتم إنشاء دائرة CMOS للسماح بوجود مسار دائمًا من المخرج إلى مصدر الطاقة أو الأرض. لتحقيق ذلك، يجب أن تكون مجموعة جميع المسارات إلى مصدر الجهد هي المكمل لمجموعة جميع المسارات إلى الأرض. يمكن تحقيق ذلك بسهولة عن طريق تعريف أحدهما من حيث NOT للآخر. نظرًا للمنطق القائم على قوانين دي مورجان ، فإن ترانزستورات PMOS المتوازية لها ترانزستورات NMOS المقابلة في سلسلة بينما ترانزستورات PMOS المتسلسل لها ترانزستورات NMOS المقابلة في التوازي.

منطق

بوابة NAND في منطق CMOS

تتطلب الوظائف المنطقية الأكثر تعقيدًا مثل تلك التي تتضمن بوابات AND و OR التلاعب بالمسارات بين البوابات لتمثيل المنطق. عندما يتكون المسار من ترانزستورين متصلين على التوالي، يجب أن يكون لكل من الترانزستورين مقاومة منخفضة لجهد الإمداد المقابل، مما يشكل نموذجًا لـ AND. عندما يتكون المسار من ترانزستورين متصلين بالتوازي، يجب أن يكون لدى أحد الترانزستورين أو كلاهما مقاومة منخفضة لتوصيل جهد الإمداد بالمخرج، مما يشكل نموذجًا لـ OR.

يظهر على اليمين مخطط دائرة بوابة NAND في منطق CMOS. إذا كان كل من المدخلين A وB مرتفعين، فسيقوم كل من ترانزستورات NMOS (النصف السفلي من الرسم التخطيطي) بالتوصيل، ولن يقوم أي من ترانزستورات PMOS (النصف العلوي) بالتوصيل، وسيتم إنشاء مسار موصل بين الخرج و V ss (الأرض)، مما يجعل الخرج منخفضًا. إذا كان كل من المدخلين A وB منخفضين، فلن يقوم أي من ترانزستورات NMOS بالتوصيل، بينما سيقوم كل من ترانزستورات PMOS بالتوصيل، مما ينشئ مسار موصل بين الخرج و V dd (مصدر الجهد)، مما يجعل الخرج مرتفعًا. إذا كان أي من المدخلين A أو B منخفضًا، فلن يقوم أحد ترانزستورات NMOS بالتوصيل، وسيقوم أحد ترانزستورات PMOS بالتوصيل، وسيتم إنشاء مسار موصل بين الخرج و V dd (مصدر الجهد)، مما يجعل الخرج مرتفعًا. نظرًا لأن التكوين الوحيد للمدخلين الذي يؤدي إلى إخراج منخفض هو عندما يكون كلاهما مرتفعًا، فإن هذه الدائرة تنفذ بوابة منطقية NAND (NOT AND).

من مزايا CMOS مقارنة بمنطق NMOS أن انتقالات الإخراج من المنخفض إلى المرتفع ومن المرتفع إلى المنخفض سريعة لأن ترانزستورات السحب (PMOS) لها مقاومة منخفضة عند تشغيلها، على عكس مقاومات الحمل في منطق NMOS. بالإضافة إلى ذلك، تعمل إشارة الإخراج على تأرجح الجهد الكامل بين القضبان المنخفضة والعالية. كما أن هذه الاستجابة القوية والأكثر تماثلًا تجعل CMOS أكثر مقاومة للضوضاء.

راجع الجهد المنطقي للحصول على طريقة لحساب التأخير في دائرة CMOS.

مثال: بوابة NAND في التخطيط المادي

المخطط المادي لدائرة NAND. المناطق الأكبر من الانتشار من النوع N والانتشار من النوع P هي جزء من الترانزستورات. المنطقتان الأصغر على اليسار عبارة عن صنابير لمنع الالتصاق .
عملية مبسطة لتصنيع عاكس CMOS على ركيزة من النوع p في تصنيع أشباه الموصلات الدقيقة. في الخطوة 1، يتم تكوين طبقات ثاني أكسيد السيليكون في البداية من خلال الأكسدة الحرارية ملاحظة: لا تكون جهات اتصال البوابة والمصدر والصرف عادةً في نفس المستوى في الأجهزة الحقيقية، والرسم التخطيطي ليس بالحجم المطلوب.

يُظهر هذا المثال جهاز منطقي NAND مرسومًا كتمثيل مادي كما سيتم تصنيعه. منظور التخطيط المادي هو "منظر عين الطائر" لمجموعة من الطبقات. تم بناء الدائرة على ركيزة من النوع P. يشار إلى البولي سيليكون والانتشار والبئر n باسم "الطبقات الأساسية" ويتم إدخالها بالفعل في خنادق الركيزة من النوع P. (انظر الخطوات من 1 إلى 6 في مخطط العملية أدناه على اليمين) تخترق جهات الاتصال طبقة عازلة بين الطبقات الأساسية والطبقة الأولى من المعدن (المعدن 1) مما يؤدي إلى إنشاء اتصال.

المدخلات إلى NAND (موضحة باللون الأخضر) مصنوعة من البولي سيليكون. تتكون الترانزستورات (الأجهزة) من تقاطع البولي سيليكون والانتشار؛ انتشار N لجهاز N وانتشار P لجهاز P (موضح باللونين السلمون والأصفر على التوالي). يتم توصيل المخرج ("الخارج") معًا في المعدن (موضح باللون السماوي). يتم إجراء التوصيلات بين المعدن والبولي سيليكون أو الانتشار من خلال جهات اتصال (موضحة كمربعات سوداء). يتطابق مثال التصميم المادي مع دائرة المنطق NAND الواردة في المثال السابق.

يتم تصنيع الجهاز N على ركيزة من النوع P بينما يتم تصنيع الجهاز P في بئر من النوع N (n-well). يتم توصيل "صنبور" ركيزة من النوع P بـ V SS ويتم توصيل صنبور n-well من النوع N بـ V DD لمنع الالتصاق .

مقطع عرضي لترانزستورين في بوابة CMOS، في عملية CMOS ذات N-well

الطاقة: التبديل والتسرب

تبدد دوائر منطق CMOS طاقة أقل من دوائر منطق NMOS لأن CMOS تبدد الطاقة فقط عند التبديل ("الطاقة الديناميكية"). في دائرة ASIC نموذجية في عملية حديثة تبلغ 90 نانومتر ، قد يستغرق تبديل الخرج 120 بيكو ثانية، ويحدث مرة كل عشرة نانوثانية. تبدد دوائر منطق NMOS الطاقة كلما كان الترانزستور قيد التشغيل، لأن هناك مسار تيار من V dd إلى V ss عبر مقاوم الحمل والشبكة من النوع n.

تتميز بوابات CMOS الثابتة بكفاءة عالية في استهلاك الطاقة لأنها تبدد طاقة تكاد تكون معدومة عندما تكون في وضع الخمول. في وقت سابق، لم يكن استهلاك الطاقة لأجهزة CMOS هو الشاغل الرئيسي أثناء تصميم الرقائق. كانت عوامل مثل السرعة والمساحة تهيمن على معلمات التصميم. ومع انتقال تكنولوجيا CMOS إلى ما دون مستويات دون الميكرون، ارتفع استهلاك الطاقة لكل وحدة مساحة من الرقاقة بشكل هائل.

بالتصنيف الواسع، يحدث تبديد الطاقة في دوائر CMOS بسبب عنصرين، ثابت وديناميكي:

تبديد الكهرباء الساكنة

يحتوي كل من ترانزستورات NMOS وPMOS على جهد عتبة بوابة-مصدر (V th )، والذي سيقل التيار (المسمى تيار دون العتبة ) عبر الجهاز بشكل كبير. تاريخيًا، كانت دوائر CMOS تعمل بجهد إمداد أكبر بكثير من جهد العتبة ( قد يكون V dd 5 فولت، وقد يكون V th لكل من NMOS وPMOS 700 مللي فولت). نوع خاص من الترانزستور المستخدم في بعض دوائر CMOS هو الترانزستور الأصلي ، بجهد عتبة قريب من الصفر .

يعد SiO 2 عازلًا جيدًا، ولكن عند مستويات سمك صغيرة جدًا، يمكن للإلكترونات أن تنفق عبر العازل الرقيق للغاية؛ وينخفض ​​الاحتمال بشكل كبير مع سمك الأكسيد. يصبح تيار النفق مهمًا جدًا للترانزستورات التي تقل عن 130 نانومتر مع أكاسيد البوابة التي يبلغ سمكها 20 Å أو أرق.

تتشكل تيارات التسرب العكسي الصغيرة بسبب تكوين تحيز عكسي بين مناطق الانتشار والآبار (على سبيل المثال، انتشار النوع p مقابل البئر n)، والآبار والركيزة (على سبيل المثال، البئر n مقابل الركيزة p). في العمليات الحديثة، يكون تسرب الصمام الثنائي صغيرًا جدًا مقارنة بتيارات العتبة الفرعية والتيارات النفقية، لذلك قد يتم إهمالها أثناء حسابات الطاقة.

إذا لم تتطابق النسب، فقد يكون هناك تيارات مختلفة لـ PMOS و NMOS؛ وقد يؤدي هذا إلى اختلال التوازن وبالتالي يتسبب التيار غير المناسب في تسخين CMOS وتبديد الطاقة دون داعٍ. علاوة على ذلك، أظهرت الدراسات الحديثة أن تسرب الطاقة ينخفض ​​بسبب تأثيرات الشيخوخة كحل وسط لتصبح الأجهزة أبطأ. [53]

لتسريع التصميمات، تحول المصنعون إلى إنشاءات ذات عتبات جهد أقل ولكن بسبب هذا فإن الترانزستور NMOS الحديث بجهد V th 200 mV لديه تيار تسرب أقل من العتبة بشكل كبير . التصميمات (مثل معالجات سطح المكتب) التي تتضمن أعدادًا كبيرة من الدوائر التي لا تقوم بالتبديل بنشاط تستهلك الطاقة بسبب تيار التسرب هذا. طاقة التسرب هي جزء كبير من إجمالي الطاقة التي تستهلكها مثل هذه التصميمات. تعد CMOS متعددة العتبات (MTCMOS)، المتوفرة الآن من المصانع، أحد الأساليب لإدارة طاقة التسرب. مع MTCMOS، يتم استخدام الترانزستورات عالية V th عندما لا تكون سرعة التبديل حرجة، بينما تستخدم الترانزستورات منخفضة V th في المسارات الحساسة للسرعة. تحتوي التطورات التكنولوجية الإضافية التي تستخدم عوازل بوابة أرق على مكون تسرب إضافي بسبب نفق التيار عبر العازل البوابية الرقيق للغاية. يسمح استخدام العوازل عالية κ بدلاً من ثاني أكسيد السيليكون الذي يعد العازل البوابية التقليدي بأداء مماثل للجهاز، ولكن مع عازل بوابة أكثر سمكًا، وبالتالي تجنب هذا التيار. يعد تقليل تسرب الطاقة باستخدام مواد جديدة وتصميمات أنظمة أمرًا بالغ الأهمية لاستدامة توسيع نطاق CMOS. [54]

التبديد الديناميكي

شحن وتفريغ السعات الحملية

تبدد دوائر CMOS الطاقة عن طريق شحن سعات الحمل المختلفة (معظمها سعة البوابة والسلك، ولكن أيضًا سعة الاستنزاف وبعض سعات المصدر) كلما تم تبديلها. في دورة كاملة واحدة من منطق CMOS، يتدفق التيار من V DD إلى سعة الحمل لشحنها ثم يتدفق من سعة الحمل المشحونة (C L ) إلى الأرض أثناء التفريغ. لذلك، في دورة شحن/تفريغ كاملة واحدة، يتم نقل إجمالي Q=C L V DD من V DD إلى الأرض. اضرب في تردد التبديل على سعات الحمل للحصول على التيار المستخدم، واضرب في متوسط ​​الجهد مرة أخرى للحصول على طاقة التبديل المميزة التي يبددها جهاز CMOS: .

نظرًا لأن معظم البوابات لا تعمل/تتبدل في كل دورة ساعة ، فإنها غالبًا ما تكون مصحوبة بعامل يسمى عامل النشاط. الآن، يمكن إعادة كتابة تبديد الطاقة الديناميكي على النحو التالي .

تحتوي الساعة في النظام على عامل نشاط α=1، حيث إنها ترتفع وتنخفض في كل دورة. تحتوي معظم البيانات على عامل نشاط 0.1. [55] إذا تم تقدير سعة الحمل الصحيحة على عقدة مع عامل نشاطها، فيمكن حساب تبديد الطاقة الديناميكية عند تلك العقدة بشكل فعال.

دائرة قصر الطاقة

نظرًا لوجود وقت صعود/هبوط محدود لكل من pMOS وnMOS، أثناء الانتقال، على سبيل المثال، من إيقاف التشغيل إلى التشغيل، سيكون كلا الترانزستورين في وضع التشغيل لفترة زمنية صغيرة حيث يجد التيار مسارًا مباشرًا من V DD إلى الأرض، وبالتالي إنشاء تيار ماس كهربائي ، يُطلق عليه أحيانًا تيار المخل . يزداد تبديد طاقة ماس كهربائي مع وقت صعود وهبوط الترانزستورات.

أصبح هذا الشكل من استهلاك الطاقة مهمًا في تسعينيات القرن العشرين حيث أصبحت الأسلاك الموجودة على الشريحة أضيق وأصبحت الأسلاك الطويلة أكثر مقاومة. تشهد بوابات CMOS الموجودة في نهاية تلك الأسلاك المقاومة انتقالات إدخال بطيئة. يقلل التصميم الدقيق الذي يتجنب الأسلاك الطويلة النحيفة التي يتم تشغيلها بشكل ضعيف من هذا التأثير، ولكن طاقة المخل يمكن أن تكون جزءًا كبيرًا من طاقة CMOS الديناميكية.

حماية المدخلات

يمكن تشغيل الترانزستورات الطفيلية المتأصلة في بنية CMOS بواسطة إشارات إدخال خارج نطاق التشغيل الطبيعي، مثل التفريغ الكهروستاتيكي أو انعكاسات الخطوط . قد يؤدي الالتصاق الناتج عن ذلك إلى إتلاف أو تدمير جهاز CMOS. يتم تضمين الثنائيات المشبكية في دوائر CMOS للتعامل مع هذه الإشارات. تحدد أوراق بيانات الشركات المصنعة الحد الأقصى للتيار المسموح به الذي قد يتدفق عبر الثنائيات.

CMOS التناظرية

بالإضافة إلى التطبيقات الرقمية، تُستخدم تقنية CMOS أيضًا في التطبيقات التناظرية . على سبيل المثال، تتوفر دوائر متكاملة لمضخمات التشغيل CMOS في السوق. يمكن استخدام بوابات الإرسال كمضاعفات تناظرية بدلاً من مرحلات الإشارة . تُستخدم تقنية CMOS أيضًا على نطاق واسع في دوائر التردد اللاسلكي وصولاً إلى ترددات الموجات الدقيقة، في تطبيقات الإشارات المختلطة (التناظرية والرقمية). [ بحاجة لمصدر ]

RF CMOS

تشير RF CMOS إلى دوائر RF ( دوائر التردد اللاسلكي ) التي تعتمد على تقنية الدوائر المتكاملة CMOS ذات الإشارة المختلطة . وهي تستخدم على نطاق واسع في تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية . تم تطوير RF CMOS بواسطة أسد عبيدي أثناء عمله في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس في أواخر الثمانينيات. وقد أدى هذا إلى تغيير الطريقة التي تم بها تصميم دوائر RF، مما أدى إلى استبدال الترانزستورات ثنائية القطب المنفصلة بدوائر CMOS المتكاملة في أجهزة الإرسال والاستقبال اللاسلكية . [56] لقد مكن ذلك من إنشاء محطات طرفية متطورة ومنخفضة التكلفة وقابلة للحمل للمستخدم النهائي ، وأدى إلى ظهور وحدات صغيرة ومنخفضة التكلفة ومنخفضة الطاقة وقابلة للحمل لمجموعة واسعة من أنظمة الاتصالات اللاسلكية. وقد مكن هذا من الاتصال "في أي وقت وفي أي مكان" وساعد في إحداث ثورة لاسلكية ، مما أدى إلى النمو السريع لصناعة الاتصالات اللاسلكية. [57]

يتم إنتاج معالجات النطاق الأساسي [58] [59] وأجهزة الإرسال والاستقبال اللاسلكية في جميع أجهزة الشبكات اللاسلكية الحديثة والهواتف المحمولة بكميات كبيرة باستخدام أجهزة RF CMOS. [ 56 ] تُستخدم دوائر RF CMOS على نطاق واسع لنقل واستقبال الإشارات اللاسلكية، في مجموعة متنوعة من التطبيقات، مثل تكنولوجيا الأقمار الصناعية (مثل GPS )، والبلوتوث ، و Wi-Fi ، والاتصالات القريبة المدى (NFC)، والشبكات المحمولة (مثل 3G و 4G )، والبث الأرضي ، وتطبيقات الرادار للسيارات ، من بين استخدامات أخرى. [60]

تشمل أمثلة شرائح RF CMOS التجارية الهاتف اللاسلكي DECT من Intel، وشرائح 802.11 ( Wi-Fi ) التي أنشأتها Atheros وشركات أخرى. [61] تُستخدم منتجات RF CMOS التجارية أيضًا في شبكات Bluetooth وشبكات LAN اللاسلكية (WLAN). [62] تُستخدم RF CMOS أيضًا في أجهزة الإرسال والاستقبال اللاسلكية للمعايير اللاسلكية مثل GSM وWi-Fi وBluetooth، وأجهزة الإرسال والاستقبال للشبكات المحمولة مثل 3G، والوحدات البعيدة في شبكات الاستشعار اللاسلكية (WSN). [63]

تعد تقنية RF CMOS أمرًا بالغ الأهمية للاتصالات اللاسلكية الحديثة، بما في ذلك الشبكات اللاسلكية وأجهزة الاتصالات المحمولة . كانت شركة Infineon واحدة من الشركات التي قامت بتسويق تقنية RF CMOS . تبيع الشركة أكثر من مليار وحدة من مفاتيح RF  CMOS بكميات كبيرة سنويًا، لتصل إلى 5 مليارات وحدة تراكمية  ، اعتبارًا من عام 2018. [ 64]

مدى درجة الحرارة

تعمل أجهزة CMOS التقليدية في نطاق درجات حرارة يتراوح بين -55 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية.

كانت هناك مؤشرات نظرية منذ أغسطس 2008 تفيد بأن شرائح CMOS المصنوعة من السيليكون ستعمل حتى درجة حرارة −233 درجة مئوية (40  كلفن ). [65] ومنذ ذلك الحين تم تحقيق درجات حرارة تشغيلية قريبة من 40 كلفن باستخدام معالجات AMD Phenom II التي تم رفع تردد تشغيلها باستخدام مزيج من النيتروجين السائل والتبريد بالهيليوم السائل . [66]

تم اختبار أجهزة CMOS المصنوعة من كربيد السيليكون لمدة عام عند درجة حرارة 500 درجة مئوية. [67] [68]

ترانزستورات MOS أحادية الإلكترون

تصل ترانزستورات MOSFET الصغيرة للغاية (L = 20 نانومتر، W = 20 نانومتر) إلى حد الإلكترون الفردي عند تشغيلها في درجة حرارة مبردة على مدى يتراوح من -269 درجة مئوية (4  كلفن ) إلى حوالي -258 درجة مئوية (15  كلفن ). يعرض الترانزستور حصار كولومب بسبب الشحن التدريجي للإلكترونات واحدًا تلو الآخر. يتم تحديد عدد الإلكترونات المحصورة في القناة بواسطة جهد البوابة، بدءًا من احتلال صفر من الإلكترونات، ويمكن ضبطه على واحد أو أكثر. [69]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ "ما هي ذاكرة CMOS؟". Wicked Sago . مؤرشف من الأصل في 26 سبتمبر 2014 . تم الاسترجاع 3 مارس 2013 .
  2. ^ Voinigescu, Sorin (2013). High-Frequency Integrated Circuits. Cambridge University Press . ص. 164. ISBN 9780521873024.
  3. ^ Fairchild. Application Note 77. "CMOS, the Ideal Logic Family" Archived 2015-01-09 at the Wayback Machine . 1983.
  4. ^ "Intel Architecture Leads the Microarchitecture Innovation Field". Intel . مؤرشف من الأصل في 29 يونيو 2011 . تم الاسترجاع 2 مايو 2018 .
  5. ^ Frosch, CJ; Derick, L (1957). "حماية السطح والإخفاء الانتقائي أثناء الانتشار في السيليكون". مجلة الجمعية الكهروكيميائية . 104 (9): 547. doi :10.1149/1.2428650.
  6. ^ جورج كليفورد، سيكلاي (1953). "الخصائص المتناظرة للترانزستورات وتطبيقاتها". وقائع مؤتمر IRE . 41 (6): 717-724. doi :10.1109/JRPROC.1953.274250. S2CID  51639018.
  7. ^ لوجيك، بو (2007). تاريخ هندسة أشباه الموصلات . سبرينغر. ص 162. ISBN 978-3540342588.
  8. ^ أهرونس، ريتشارد (2012). "البحث الصناعي في الدوائر الدقيقة في RCA: السنوات الأولى، 1953-1963". حوليات معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات لتاريخ الحوسبة . 12 (1): 60-73. doi :10.1109/MAHC.2011.62. S2CID  18912623.
  9. ^ "التاريخ الشفوي لتوماس (توم) ستانلي" (PDF) .
  10. ^ "IRE News and Radio Notes". Proceedings of the IRE . 42 (6): 1027–1043. 1954. doi :10.1109/JRPROC.1954.274784.
  11. ^ Wallmark, JT; Marcus, SM (1959). "Integrated devices using Direct-Coupled Unipolar Transistor Logic". مؤتمر IEEE الدولي للدوائر ذات الحالة الصلبة لعام 1959. ملخص الأوراق الفنية . المجلد EC-8. ص 58-59. doi :10.1109/ISSCC.1959.1157035.
  12. ^ ab Huff, Howard; Riordan, Michael (2007-09-01). "Frosch and Derick: Fifty Years Later (Foreword)". The Electrochemical Society Interface . 16 (3): 29. doi :10.1149/2.F02073IF. ISSN  1064-8208.
  13. ^ Frosch, CJ; Derick, L (1957). "حماية السطح والإخفاء الانتقائي أثناء الانتشار في السيليكون". مجلة الجمعية الكهروكيميائية . 104 (9): 547. doi :10.1149/1.2428650.
  14. ^ ليجينزا، جيه آر؛ سبيتزر، دبليو جي (1960-07-01). "آليات أكسدة السيليكون في البخار والأكسجين". مجلة فيزياء وكيمياء المواد الصلبة . 14 : 131–136. رمز Bibcode :1960JPCS...14..131L. doi :10.1016/0022-3697(60)90219-5. ISSN  0022-3697.
  15. ^ ديل، بروس إي. (1998). "أبرز ما يميز تكنولوجيا الأكسدة الحرارية للسيليكون". علم وتكنولوجيا مواد السيليكون . الجمعية الكهروكيميائية . ص 183. رقم ISBN 978-1566771931.
  16. ^ لوجيك، بو (2007). تاريخ هندسة أشباه الموصلات . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص. 322. ISBN 978-3540342588.
  17. ^ باسيت، روس نوكس (2007). إلى العصر الرقمي: مختبرات الأبحاث والشركات الناشئة وصعود تكنولوجيا MOS. مطبعة جامعة جونز هوبكنز . ص 22-23. ISBN 978-0-8018-8639-3.
  18. ^ Atalla, M. ; Kahng, D. (1960). "أجهزة سطحية مستحثة بحقل ثاني أكسيد السيليكون-السيليكون". مؤتمر أبحاث أجهزة الحالة الصلبة IRE-AIEE .
  19. ^ "1960 – عرض ترانزستور أشباه الموصلات المصنوعة من أكسيد المعدن (MOS)". محرك السيليكون . متحف تاريخ الكمبيوتر . تم الاسترجاع في 2023-01-16 .
  20. ^ KAHNG, D. (1961). "Silicon-Silicon Dioxide Surface Device". المذكرة الفنية لمختبرات بيل : 583–596. doi :10.1142/9789814503464_0076. ISBN 978-981-02-0209-5.
  21. ^ Lojek, Bo (2007). تاريخ هندسة أشباه الموصلات . برلين، هايدلبرغ: Springer-Verlag Berlin Heidelberg. ص. 321. ISBN 978-3-540-34258-8.
  22. ^ "1960 - عرض ترانزستور أشباه الموصلات المصنوعة من أكسيد المعدن (MOS)". محرك السيليكون . متحف تاريخ الكمبيوتر .
  23. ^ Frosch, CJ; Derick, L (1957). "حماية السطح والإخفاء الانتقائي أثناء الانتشار في السيليكون". مجلة الجمعية الكهروكيميائية . 104 (9): 547. doi :10.1149/1.2428650.
  24. ^ هوارد ر. داف (2001). "جون باردين وفيزياء الترانزستور". وقائع مؤتمر المعهد الأمريكي للفيزياء . المجلد 550. ص 3-32. doi : 10.1063/1.1354371 .
  25. ^ "1963: اختراع تكوين دائرة MOS التكميلية". متحف تاريخ الكمبيوتر . تم الاسترجاع في 6 يوليو 2019 .
  26. ^ ab Sah, Chih-Tang ; Wanlass, Frank (1963). Nanowatt logic using field-effect metal-oxide semiconductor triodes . 1963 IEEE International Solid-State Circuits. Digest of Technical Papers. المجلد السادس، ص 32-33. doi :10.1109/ISSCC.1963.1157450.
  27. ^ "دوائر تأثير المجال التكميلي ذات القدرة الاحتياطية المنخفضة" (PDF) .
  28. ^ لوجيك، بو (2007). تاريخ هندسة أشباه الموصلات. سبرينغر. ص 330. ISBN 9783540342588.
  29. ^ جيلدر، جورج (1990). عالم صغير: الثورة الكمومية في الاقتصاد والتكنولوجيا . سايمون وشوستر . ص 144-145. ISBN 9780671705923.
  30. ^ "1972 إلى 1973: دوائر CMOS LSI للآلات الحاسبة (شارب وتوشيبا)" (PDF) . متحف تاريخ أشباه الموصلات في اليابان . مؤرشف من الأصل (PDF) في 2019-07-06 . تم الاسترجاع في 5 يوليو 2019 .
  31. ^ "أوائل سبعينيات القرن العشرين: تطور دوائر CMOS LSI للساعات" (PDF) . متحف تاريخ أشباه الموصلات في اليابان . مؤرشف من الأصل (PDF) في 6 يوليو 2019. تم الاسترجاع في 6 يوليو 2019 .
  32. ^ "سلحفاة الترانزستورات تفوز بالسباق - ثورة CHM". متحف تاريخ الكمبيوتر . تم الاسترجاع في 22 يوليو 2019 .
  33. ^ abcdefg "1978: Double-well fast CMOS SRAM (Hitachi)" (PDF) . متحف تاريخ أشباه الموصلات في اليابان . مؤرشف من الأصل (PDF) في 5 يوليو 2019 . تم الاسترجاع في 5 يوليو 2019 .
  34. ^ abcd Kuhn, Kelin (2018). "CMOS and Beyond CMOS: Scaling Challenges". High Mobility Materials for CMOS Applications . Woodhead Publishing . ص. 1. ISBN 9780081020623.
  35. ^ "CDP 1800 μP متاح تجاريًا" (PDF) . Microcomputer Digest . 2 (4): 1–3. أكتوبر 1975. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2019-09-23 . تم الاسترجاع في 2019-07-22 .
  36. ^ "Silicon Gate MOS 2102A". Intel . تم الاسترجاع في 27 يونيو 2019 .
  37. ^ "قائمة مرتبة زمنيًا لمنتجات إنتل. يتم فرز المنتجات حسب التاريخ" (PDF) . متحف إنتل . شركة إنتل. يوليو 2005. مؤرشف من الأصل (PDF) في 9 أغسطس 2007. تم الاسترجاع في 31 يوليو 2007 .
  38. ^ Masuhara, Toshiaki; Minato, Osamu; Sasaki, Toshio; Sakai, Yoshio; Kubo, Masaharu; Yasui, Tokumasa (فبراير 1978). ذاكرة وصول عشوائي ثابتة عالية السرعة ومنخفضة الطاقة بدقة 4K من نوع Hi-CMOS . مؤتمر IEEE الدولي للدوائر ذات الحالة الصلبة لعام 1978. ملخص الأوراق الفنية. المجلد الحادي والعشرون. ص 110-111. doi :10.1109/ISSCC.1978.1155749. S2CID  30753823.
  39. ^ Masuhara, Toshiaki; Minato, Osamu; Sakai, Yoshi; Sasaki, Toshio; Kubo, Masaharu; Yasui, Tokumasa (سبتمبر 1978). "أجهزة ودوائر Hi-CMOS ذات القنوات القصيرة". ESSCIRC 78: المؤتمر الأوروبي الرابع للدوائر ذات الحالة الصلبة - ملخص الأوراق الفنية : 131-2.
  40. ^ ab Gealow, Jeffrey Carl (10 August 1990). "Impact of Processing Technology on DRAM Sense Amplifier Design" (PDF) . معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا . ص 149-166. hdl :1721.1/61805/23264695-MIT . تم الاسترجاع في 25 يونيو 2019 – عبر CORE .
  41. ^ abc "حاصلون على جائزة IEEE Andrew S. Grove". جائزة IEEE Andrew S. Grove . معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . مؤرشف من الأصل في 9 سبتمبر 2018 . تم الاسترجاع 4 يوليو 2019 .
  42. ^ دافاري، بيجان؛ وآخرون (1988). "تقنية CMOS عالية الأداء 0.25 ميكرومتر". الملخص الفني، الاجتماع الدولي للأجهزة الإلكترونية 1988. ص 56-59. doi :10.1109/IEDM.1988.32749. ISSN  0163-1918. S2CID  114078857. رقم تصنيف IEEE 88CH2528-8.
  43. ^ ab "الذاكرة". STOL (Semiconductor Technology Online) . تم الاسترجاع في 25 يونيو 2019 .
  44. ^ Sandhu, Gurtej; Doan, Trung T. (22 أغسطس 2001). "جهاز وطريقة تنشيط الطبقة الذرية". براءات اختراع جوجل . تم الاسترجاع في 5 يوليو 2019 .
  45. ^ "توشيبا وسوني تحققان تقدمًا كبيرًا في تقنيات معالجة أشباه الموصلات". توشيبا . 3 ديسمبر 2002. تم الاسترجاع في 26 يونيو 2019 .
  46. ^ "عام مميز: التقرير السنوي لشركة TSMC لعام 2004" (PDF) . TSMC . تم الاسترجاع في 5 يوليو 2019 .
  47. ^ "تحليل نمو سوق تكنولوجيا FinFET العالمية لعام 2024 حسب الشركات المصنعة والمناطق والنوع والتطبيق وتحليل التوقعات". التخطيط المالي . 3 يوليو 2019. مؤرشف من الأصل في 6 يوليو 2019. تم الاسترجاع 6 يوليو 2019 .
  48. ^ Baker, R. Jacob (2008). CMOS: circuit design, layout, and simulator (Second ed.). Wiley-IEEE. ص. xxix. ISBN 978-0-470-22941-5.
  49. ^ هيجينز، ريتشارد جيه. (1983). الإلكترونيات ذات الدوائر المتكاملة الرقمية والتناظرية . برنتيس هول . ص. 101. ISBN 9780132507042الفرق الرئيسي هو الطاقة : يمكن لبوابات CMOS أن تستهلك طاقة أقل بحوالي 100000 مرة من نظيراتها TTL!
  50. ^ ستيفنز، كارلين؛ دينيس، ماجي (2000). "هندسة الوقت: اختراع ساعة اليد الإلكترونية" (PDF) . المجلة البريطانية لتاريخ العلوم . 33 (4). مطبعة جامعة كامبريدج : 477-497 (485). doi :10.1017/S0007087400004167. ISSN  0007-0874. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2017-12-01 . تم الاسترجاع 2019-11-10 .
  51. ^ "ما هو CMOS؟". IONOS Digitalguide . 8 ديسمبر 2021 . تم الاسترجاع في 2022-01-21 .
  52. ^ "CMOS, the Ideal Logic Family" (PDF) . Fairchild Semiconductor. يناير 1983. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2011-12-09 . تم الاسترجاع في 2011-11-25 .
  53. ^ Martínez, ALH; Khursheed, S.; Rossi, D. (2020). "الاستفادة من شيخوخة CMOS لتصميم إلكترونيات دقيقة فعّالة". ندوة معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات الدولية السادسة والعشرون لعام 2020 حول الاختبار عبر الإنترنت وتصميم النظام القوي (IOLTS) . ص. 1-4. doi :10.1109/IOLTS50870.2020.9159742. ISBN 978-1-7281-8187-5. S2CID  225582202.
  54. ^ تم شرح نظرة عامة جيدة على طرق التسرب والاختزال في كتاب Leakage in Nanometer CMOS Technologies Archived 2011-12-02 at the Wayback Machine ISBN 0-387-25737-3 . 
  55. ^ مويسيف، كونستانتين؛ كولودني، أفينوام؛ ويمر، شمويل (سبتمبر 2008). "ترتيب الإشارات وفقًا للتوقيت الأمثل للطاقة". مجلة ACM Trans. Des. Autom. Electron. Syst . 13 (4). المادة 65. CiteSeerX 10.1.1.222.9211 . doi :10.1145/1391962.1391973. S2CID  18895687. 
  56. ^ ab O'Neill, A. (2008). "Asad Abidi Recognized for Work in RF-CMOS". نشرة جمعية الدوائر الصلبة التابعة لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . 13 (1): 57–58. doi :10.1109/N-SSC.2008.4785694. ISSN  1098-4232.
  57. ^ دانشراد، بابال؛ الطويل، أحمد م. (2002). "تقنيات الدوائر المتكاملة للاتصالات اللاسلكية". تقنيات الشبكات المتعددة الوسائط اللاسلكية . السلسلة الدولية في الهندسة وعلوم الكمبيوتر. 524. سبرينغر الولايات المتحدة: 227-244. doi :10.1007/0-306-47330-5_13. ISBN 0-7923-8633-7.
  58. ^ تشن، واي كاي (2018). دليل VLSI. CRC Press . ص 60-2. ISBN 9781420005967.
  59. ^ مورجادو ، ألونسو. ريو، روكيو ديل؛ روزا، خوسيه م. دي لا (2011). وحدات تعديل نانومتر CMOS Sigma-Delta للراديو المحدد بالبرمجيات. سبرينغر. ص. 1. رقم ISBN 9781461400370.
  60. ^ Veendrick, Harry JM (2017). Nanometer CMOS ICs: From Basics to ASICs. Springer. ص. 243. ISBN 9783319475974.
  61. ^ ناثواد ، إل. زرغري، م.؛ سامافاتي، ه.؛ ميهتا، س. خيرخاكي، أ. تشن، ب. غونغ، ك. وكيلي أميني، ب. هوانج، J.؛ تشن، م. تيروفيتس، م.؛ كاتشينسكي، ب. ليموتيراكيس، S .؛ ماك، م. غان، ه.؛ لي، م. عبد الله عليبيك، ب. بايتكين، ب. أونوديرا، ك.؛ منديس، S .؛ تشانغ، أ.؛ جين، س. سو، د.؛ Wooley، B. "20.2: راديو SoC CMOS MIMO ثنائي النطاق لشبكة LAN اللاسلكية IEEE 802.11n" (PDF) . استضافة الويب للكيان IEEE . IEEE. تم أرشفة النسخة الأصلية (PDF) في 23 أكتوبر 2016 . تم استرجاعها في 22 أكتوبر 2016 .
  62. ^ أولستين ، كاثرين (ربيع 2008). “عابيدي يحصل على جائزة IEEE Pederson في ISSCC 2008”. SSCC: أخبار مجتمع دوائر الحالة الصلبة IEEE . 13 (2): 12. دوى :10.1109/N-SSC.2008.4785734. S2CID  30558989.
  63. ^ أوليفيرا، جواو؛ جويس، جواو (2012). تضخيم الإشارة التناظرية البارامترية المطبق على تقنيات CMOS النانوية. سبرينغر. ص 7. رقم ISBN 9781461416708.
  64. ^ "Infineon تحقق إنجازًا كبيرًا في مجال تحويل الترددات الراديوية CMOS بكميات كبيرة". EE Times . 20 نوفمبر 2018 . تم الاسترجاع في 26 أكتوبر 2019 .
  65. ^ إدواردز سي، "التحكم في درجة الحرارة"، الهندسة والتكنولوجيا 26 يوليو – 8 أغسطس 2008، معهد الهندسة والتكنولوجيا .
  66. ^ مورهد، باتريك (15 يناير 2009). "تحطيم الأرقام القياسية مع التنانين والهيليوم في صحراء لاس فيجاس". blogs.amd.com/patmoorhead. مؤرشف من الأصل في 15 سبتمبر 2010. تم الاسترجاع في 2009-09-18 .
  67. ^ Clark, DT; Ramsay, EP; Murphy, AE; Smith, DA; Thompson, Robin.F.; Young, RAR; Cormack, JD; Zhu, C.; Finney, S.; Fletcher, J. (2011). "الدوائر المتكاملة عالية الحرارة المصنوعة من كربيد السيليكون CMOS". منتدى علوم المواد . 679–680: 726–729. doi :10.4028/www.scientific.net/msf.679-680.726. S2CID  110071501.
  68. ^ مانتوث، آلان؛ زيترلينج، كارل ميكائيل؛ روسو، آنا (28 أبريل 2021). "الراديو الذي يمكننا إرساله إلى الجحيم: دوائر الراديو المصنوعة من كربيد السيليكون يمكنها تحمل الحرارة البركانية لكوكب الزهرة". مجلة IEEE Spectrum .
  69. ^ براتي ، إي. دي ميشيليس، م.؛ بيلي، م. كوكو، س. فانسيولي، م. كوتيكار-باتيل، د.؛ روف، م.؛ كيرن، دب؛ ورام، دا؛ فيردوين، J.؛ تيتامانزي، جي سي؛ روج، س. روش، ب. واكيز، ر.؛ جيهل، X.؛ فينيت، م.؛ سانكير، م. (2012). “حدود إلكترون قليلة لترانزستورات الإلكترون المفردة من أكسيد المعدن من النوع n”. تكنولوجيا النانو . 23 (21): 215204. أرخايف : 1203.4811 . بيب كود :2012Nanot..23u5204P. دوى :10.1088/0957-4484/23/21/215204. PMID  22552118. S2CID  206063658.

قراءة إضافية

  • بدر، إس جيه؛ لي، إتش؛ تشودوري، آر؛ هوانج، إس؛ هيكمان، إيه؛ مولنار، إيه؛ شينغ، إتش جي؛ جينا، دي؛ دبليو ثينس، إتش؛ تشودوري، إن؛ بالاسيوس، تي (أكتوبر 2020). "آفاق أجهزة CMOS ذات فجوة النطاق العريض وفائقة النطاق العريض" (ملف PDF) . معاملات معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات للأجهزة الإلكترونية . 67 (10): 4010-20. رمز Bibcode : 2020ITED...67.4010B. doi : 10.1109/TED.2020.3010471. S2CID  221913316.
  • بيكر، ر. جاكوب (2010). CMOS: تصميم الدوائر، والتخطيط، والمحاكاة (الطبعة الثالثة). وايلي-معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. رقم ISBN 978-0-470-88132-3.
  • Mead, Carver A .; Conway, Lynn (1980). Introduction to VLSI systems . Addison-Wesley. ISBN 0-201-04358-0.
  • Veendrick, HJM (2017). Nanometer CMOS ICs: From Basics to ASICs . Springer. doi :10.1007/978-3-319-47597-4. ISBN 978-3-319-47595-0.
  • ويست، نيل هي؛ هاريس، ديفيد م. (2010). تصميم CMOS VLSI: منظور الدوائر والأنظمة (الطبعة الرابعة). بيرسون/أديسون-ويسلي. رقم ISBN 978-0-321-54774-3.
تحتوي ويكيميديا ​​كومنز على وسائط متعلقة بـ CMOS .
  • وصف بوابة CMOS والرسوم التوضيحية التفاعلية
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=CMOS&oldid=1250506132"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate