[Emdedded] Introduction to CMOS VLSI Design - 1

Chapter 1 - CMOS의 동작원리와 설명

Complementary Metal Oxide Semiconductor(CMOS)
 - 이것의 특징은 Fast, cheap, low power transistors라는 점이다.

처음에는 진공관을 이용한 트랜지스터였다 점차 반도체트랜지스터와 그리고IC를 거치고 VLSI로 발전하게 되었다.

초 대규모 집적회로라고도 하며, LSI의 집적도를 더욱 높인 것이다. 집적도는 1칩당 논리회로로 1만개~100만개, 기억용량으로 256킬로비트(KB) 정도이다. 이 VLSI는 MOS 기술, 미세 가공기술, 자동설비 기술의 고도화에 따라 최근 개발된 것이며, 앞으로 프로세서의 소형·경량화, 저가격화에 도움을 주리라 생각된다. [네이버 지식백과] VLSI [Very Large Scale Integration] (정보통신용어사전, 2008.1.15, 일진사)

이런것들은 어떻게 만들까?

Silicon Lattice를 이용한다! 

이런 모래에 Dopants를 섞어서 전류가 흐르는 반도체를 만들어 냈다.

n-Type은 5족 화합물인 비소를 추가해 전자를 남겨 남는전자가 돌아다니게 했다.
p-Type은 3족 화합물인 붕소를 추가해 hole을 만들어 전자가 드리프트 하게 하였다.

p-n Junctions은 p-Type에 +전압을(5V)를 걸어주어  p-type에서n-type으로 전류의 흐름을 가능하게 했다.

nMoS Transistror 의 탄생

  Called metal - oxide - semiconductor(MOS) capacitor 였다. 하지만 요즘은 metal대신 Polysilicon을 사용한다.

 nMOS의 동작을 살펴보자~

Gate에 0v가 되어있으면 Source와 Drain간의 전류가 흐르지 못한다. 당연히 이럴땐 Transistor is OFF.

(Transistor는 보통 스위치로 생각한다.)-Gate가 스위치의 on off기능을 한다. n형과p형의 차이점은 부호가 다르다는점이다.

Gate에 5V의 high voltage가 걸린다면.

(Qustion n+가 맞는건지)??? 14/3/18

p에 있던 전자들이 Gate(5V의 + 전압)에 달라붙게된다. 하지만 절연물질에 의해 전자들은 넘어가지 못하고 n형 반도체사이의 Channel를 형성하게된다. 그러면 - 전자로 된 channel를 통하여 n형 반도체와 연결된 Source와 Drain과의 전류가 흐르게 된다.

전류는 Source에서 Drain 방향으로 흐르게 된다.

pMoS Transistror 의 탄생

pMOS Transistor 는 nMOS와 반대로 Gate에 0V가 되면 n형 반도체에서 + 전공이 생겨 Channel이 형성된다. (Gate근처 전자들이 밑으로 밀려난다고 생각하면 된다.)마찬가지로 그러면

Source와 Drain과의 전류가 흐르게 된다.

Complement MOS라해서 CMOS라 한다. 위아래가 대칭이되게 회로를 구성해야 많은 회로들이 모였을때 강력한 파워를 낼 수있어

0,1 을 구분하기 쉽다.