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CMOS芯片基础知识

来源:有备基础网 2024-06-11 13:53:55

  CMOS芯片指采用互补金属氧化物半导体技术制造的集成电路芯片URjL。CMOS芯片具有功耗低、稳定性好、抗干扰能力强等优点,此被广泛应用于各种电子设备中。本文将介绍CMOS芯片的基础知识,包括CMOS芯片的结构、工作原理、制造工艺等方面。

CMOS芯片基础知识(1)

一、CMOS芯片的结构

CMOS芯片由nMOS和pMOS两种晶体管组成,其中nMOSn型金属氧化物半导体晶体管,pMOSp型金属氧化物半导体晶体管。nMOS和pMOS晶体管的结构如下图所示:

![nMOS和pMOS晶体管结构图](https://img-blog.csdn.net/20170622103225249?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvY2hpbmdfY2hpbmdfY2hpbmc=/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/q/50)

在CMOS芯片中,nMOS和pMOS晶体管被交替排列,形成一个复杂的电路。下图一个简单的CMOS相器电路:

![CMOS相器电路图](https://img-blog.csdn.net/20170622103726017?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvY2hpbmdfY2hpbmdfY2hpbmc=/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/q/50)

在这个电路中,输入为0时,nMOS管导通,pMOS管截止,输出为1;输入为1时,nMOS管截止,pMOS管导通,输出为0有+备+基+础+网。这种基于CMOS晶体管的相器电路被广泛应用于数字电路中。

二、CMOS芯片的工作原理

  CMOS芯片的工作原理基于nMOS和pMOS晶体管的导通和截止。nMOS管的栅极电压高于源电压时,nMOS管导通;pMOS管的栅极电压低于源电压时,pMOS管导通。此,CMOS芯片的输出电平由nMOS和pMOS管的导通和截止状决定的。

  CMOS芯片的工作电压通常为3.3V或5V,输入信号为高电平时电压为3.3V或5V,输入信号为低电平时电压为0Vazjthw.com。CMOS芯片的输出电平也3.3V或5V,高电平时电压为3.3V或5V,低电平时电压为0V。

CMOS芯片基础知识(2)

三、CMOS芯片的制造工艺

CMOS芯片的制造工艺包括晶圆制备、光刻、蚀刻、积、扩散、离子注入、金属化等步骤。下面简单介绍一下CMOS芯片的制造流程。

  1. 晶圆制备:首先需要准备一块硅晶圆,通常直径为12寸。硅晶圆经过多次加工和光后,表面变得非常平整有备基础网www.azjthw.com

  2. 光刻:在硅晶圆表面涂上一层光刻胶,然后使用光刻机将图形投影到光刻胶上。光刻胶被曝光后,需要进行显影,将未曝光的部分去除。

  3. 蚀刻:利用蚀刻机将未被光刻胶保护的部分刻蚀掉,形成晶体管的结构。

  4. 积:在晶圆表面积一层金属或者多层金属,用于连接晶体管。

  5. 扩散:在晶圆表面扩散掺杂物质,形成n型和p型区域,用于形成晶体管的源、漏和栅极来自www.azjthw.com

  6. 离子注入:在晶圆表面注入离子,改变晶体管的电学性质,用于形成电容器和电阻器等器件。

  7. 金属化:在晶圆表面覆盖一层金属,用于连接各个器件和芯片引脚。

  以上CMOS芯片制造的基本流程,具体的步骤和细节还需要根实际情况进行调整和优化。

  结语

  CMOS芯片现代电子设备中最常用的集成电路芯片之一,具有功耗低、稳定性好、抗干扰能力强等优点。本文介绍了CMOS芯片的基础知识,包括CMOS芯片的结构、工作原理、制造工艺等方面有备基础网www.azjthw.com。希望读者通过本文的介绍,能够更好地理解CMOS芯片的工作原理和制造过程。

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