[ภาพรวม] อินเวอร์เตอร์ CMOS: คำจำกัดความ หลักการ ข้อดี

Cmos Inverter

ลองใช้เครื่องมือของเราเพื่อกำจัดปัญหา

เลือกระบบปฏิบัติการ เลือกโปรแกรมการฉาย (ทางเลือก)

อธิบายปัญหาของคุณ

ฐานความรู้นี้นำเสนอโดยบริษัท MiniTool ให้การทบทวนทั่วไปเกี่ยวกับอินเวอร์เตอร์ CMOS ยอดนิยมบนวงจรรวมดิจิทัลหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ อ่านให้จบและค้นหาข้อมูลที่คุณต้องการ

ในหน้านี้:

เกี่ยวกับซีมอส
อินเวอร์เตอร์ CMOS คืออะไร?
โครงร่างอินเวอร์เตอร์ CMOS
อินเวอร์เตอร์ CMOS ทำงานอย่างไร?
อินเวอร์เตอร์ CMOS Hex
คำตัดสิน

เกี่ยวกับซีมอส

CMOS หรือ Complementary Metal-Oxid-Semiconductor หรือที่เรียกว่า COS-MOS (Complementary-Symmetry Metal-Oxid-Semiconductor) คือ MOSFET ประเภทหนึ่ง (Metal-Oxid-Semiconductor Field-Effect Transistor) กระบวนการผลิตใช้ MOSFET ชนิด p และ n ชนิดเสริมและสมมาตรสำหรับฟังก์ชันลอจิก

เทคโนโลยี CMOS ใช้เพื่อสร้างชิปวงจรรวม (IC) เช่น ไมโครโปรเซสเซอร์ ชิปหน่วยความจำ (รวมถึง CMOS BIOS) ไมโครคอนโทรลเลอร์ และวงจรลอจิกดิจิทัลอื่นๆ นอกจากนี้ยังใช้กับวงจรแอนะล็อก เช่น เซ็นเซอร์รับภาพ (เซ็นเซอร์ CMOS), วงจร RF (RF CMOS), ตัวแปลงข้อมูล ตลอดจนตัวรับส่งสัญญาณที่มีการบูรณาการสูงสำหรับการสื่อสารหลายประเภท

จะเคลียร์ CMOS ได้อย่างไร? มุ่งเน้นไปที่ 2 วิธี

ซีมอสคืออะไร? จะล้าง CMOS เพื่อรีเซ็ตการตั้งค่า BIOS ได้อย่างไร? โพสต์นี้จะแสดง 2 วิธีในการล้าง CMOS

อ่านเพิ่มเติม

อินเวอร์เตอร์ CMOS คืออะไร?

ก่อนอื่นเรามาดูกันว่าอินเวอร์เตอร์คืออะไร ในลอจิกดิจิทัล อินเวอร์เตอร์หรือที่รู้จักในชื่อ NOT gate คือลอจิกเกตที่ใช้การปฏิเสธเชิงตรรกะ หลักการความจริงของอินเวอร์เตอร์คือ เมื่อคุณอินพุต A มันจะเอาต์พุตไม่ใช่ A ตัวอย่างเช่น เมื่อคุณอินพุต 0 อินเวอร์เตอร์จะเอาท์พุตเป็น 1; หากคุณป้อน 1 มันจะส่งออกเป็น 0

ดังนั้น ก วงจรอินเวอร์เตอร์ ส่งออกแรงดันไฟฟ้าที่แสดงถึงระดับลอจิกตรงข้ามกับอินพุต หน้าที่หลักคือการกลับสัญญาณอินพุต กล่าวคือ ถ้าอินพุตต่ำ เอาท์พุตก็จะสูงและในทางกลับกัน นี่ก็เช่นกัน หลักการทำงานของอินเวอร์เตอร์ CMOS .

อินเวอร์เตอร์สามารถสร้างได้ด้วยโลหะ-ออกไซด์-เซมิคอนดักเตอร์ (PMOS) ชนิด P ตัวเดียวหรือโลหะ-เซมิคอนดักเตอร์โลหะออกไซด์ชนิด N ตัวเดียว (NMOS) และต่อกับตัวต้านทาน กระแสจะไหลตัวต้านทานใน 1 ใน 2 สถานะ ดังนั้นการกำหนดค่าความต้านทาน-เดรนจึงประหยัดพลังงานและรวดเร็ว

วิธีแก้ไขข้อผิดพลาดของระบบแบตเตอรี่แรงดันต่ำ

เป็นเรื่องที่น่ารำคาญที่พบข้อผิดพลาดของระบบแบตเตอรี่แรงดันไฟฟ้าต่ำ ซึ่งเป็นปัญหาที่ส่งผลต่อ Windows เวอร์ชันต่างๆ นี่คือรายละเอียด

อ่านเพิ่มเติม

อีกทางหนึ่ง สามารถสร้างอินเวอร์เตอร์ได้โดยใช้ทรานซิสเตอร์เสริม 2 ตัวในการกำหนดค่า CMOS ซึ่งเรียกว่าอินเวอร์เตอร์ CMOS ข้อดีของอินเวอร์เตอร์ CMOS คือการใช้พลังงานต่ำมากและความเร็วในการประมวลผลที่สูงขึ้น เนื่องจากทรานซิสเตอร์ตัวใดตัวหนึ่งปิดอยู่เสมอในสถานะลอจิกทั้งสองและมีความต้านทานค่อนข้างต่ำ (เมื่อเทียบกับอุปกรณ์ประเภท NMOS เท่านั้นหรือ PMOS เท่านั้น) ตามลำดับ

โครงร่างอินเวอร์เตอร์ CMOS

อินเวอร์เตอร์ CMOS ยังสามารถเรียกว่าอินเวอร์เตอร์ NOSFET ภายในอินเวอร์เตอร์ CMOS จะมีแรงดันไฟฟ้าจ่าย VDD ที่เทอร์มินัลแหล่ง PMOS และกราวด์เชื่อมต่อที่เทอร์มินัลแหล่ง NMOS ในขณะที่ WIN เชื่อมต่อกับขั้วประตู และ VOUT เชื่อมต่อกับขั้วท่อระบายน้ำ

แผนภาพวงจรการทำงานของอินเวอร์เตอร์ CMOS

CMOS ไม่มีตัวต้านทานใดๆ ซึ่งทำให้ประหยัดพลังงานได้มากกว่าอินเวอร์เตอร์ MOSFET ที่รวมตัวต้านทานทั่วไปไว้ด้วย

อินเวอร์เตอร์ CMOS ทำงานอย่างไร?

วงจรอิเล็กทรอนิกส์แบบดิจิทัลทำงานที่ระดับแรงดันไฟฟ้าคงที่ซึ่งสอดคล้องกับตรรกะ 0 หรือ 1 (ไบนารี่) ในขณะที่ก วงจรอินเวอร์เตอร์ซีมอส ทำหน้าที่เป็นลอจิกเกตพื้นฐานเพื่อสลับระหว่างระดับแรงดันไฟฟ้า 2 ระดับนั้น การใช้งานจะเป็นตัวกำหนดแรงดันไฟฟ้าที่แท้จริง อย่างไรก็ตาม ระดับทั่วไปได้แก่ (0, +5v) สำหรับวงจรทรานซิสเตอร์-ทรานซิสเตอร์ลอจิก (TTL)

CMOS ยังสามารถสร้างด้วยทรานซิสเตอร์สองขั้วทางแยก (BJT) ในการกำหนดค่าตัวต้านทาน-ทรานซิสเตอร์ลอจิก (RTL) หรือ TTL

ความหมายอื่นของ TTL: พื้นฐานบางประการที่คุณควรรู้เกี่ยวกับ TTL (Time to Live)

อินเวอร์เตอร์ CMOS Hex

อินเวอร์เตอร์ฐานสิบหกเป็นวงจรรวมที่ประกอบด้วยอินเวอร์เตอร์ (Hexa-) หกตัว เช่น ชิป 7404 TTL และ 4049 CMOS CMOS อินเวอร์เตอร์ 4049 IC มี 16 พิน โดย 12 พินถูกใช้โดยอินพุตและเอาต์พุต 2 พินใช้สำหรับพลังงาน/อ้างอิง และอีก 2 พินที่เหลือไม่ได้เชื่อมต่อกับอะไรเลย ชิป 7404 TTL มี 14 พิน

อินเวอร์เตอร์เป็นส่วนประกอบพื้นฐานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัล มัลติเพล็กเซอร์ เครื่องสถานะ เครื่องถอดรหัส และอุปกรณ์ดิจิทัลที่ซับซ้อนอื่นๆ อาจใช้อินเวอร์เตอร์

คำตัดสิน

อินเวอร์เตอร์ CMOS เป็นส่วนประกอบสำคัญของอุปกรณ์วงจร มีการกระจายพลังงานต่ำ ความเร็วการถ่ายโอนที่รวดเร็ว และอัตราบัฟเฟอร์สูง ทั้งสามคุณสมบัตินี้ได้รับการออกแบบในอินเวอร์เตอร์สำหรับการออกแบบวงจรส่วนใหญ่ นั่นคือสาเหตุที่อินเวอร์เตอร์ CMOS ได้รับความนิยม