[Panoramica] Inverter CMOS: definizione, principio, vantaggi

Cmos Inverter

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Questa base di conoscenze offerta dalla società MiniTool fornisce una revisione generale del popolare inverter CMOS su circuiti integrati digitali o altri dispositivi elettronici. Leggilo attentamente e trova le informazioni che desideri.

Su questa pagina :

• A proposito di CMOS
• Cos'è un inverter CMOS?
• Disposizione dell'inverter CMOS
• Come funziona un inverter CMOS?
• Invertitore esadecimale CMOS
• Verdetto

A proposito di CMOS

CMOS, semiconduttore a ossido di metallo complementare, chiamato anche COS-MOS (semiconduttore a ossido di metallo a simmetria complementare), è un tipo di MOSFET (transistor a effetto di campo a semiconduttore a ossido di metallo). Il suo processo di fabbricazione si avvale di coppie complementari e simmetriche di MOSFET di tipo p e di tipo n per le funzioni logiche.

La tecnologia CMOS viene utilizzata per costruire chip di circuiti integrati (IC) come microprocessori, chip di memoria (incluso BIOS CMOS), microcontrollori e altri circuiti logici digitali. Viene utilizzato anche su circuiti analogici come sensori di immagine (sensori CMOS), circuiti RF (RF CMOS), convertitori di dati e ricetrasmettitori altamente integrati per molti tipi di comunicazione.

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Cos'è un inverter CMOS?

Innanzitutto vediamo cos’è un inverter. Nella logica digitale, un inverter, noto anche come porta NOT, è una porta logica che implementa la negazione logica. Il principio di verità di un inverter è che quando si immette A, verrà emesso NON A. Ad esempio, quando si immette 0, l'inverter emette 1; se inserisci 1, verrà restituito 0.

Pertanto, un circuito invertitore emette una tensione che rappresenta il livello logico opposto al suo ingresso. La sua funzione principale è invertire il segnale di ingresso. Vale a dire, se l'input è basso, l'output diventa alto e viceversa. Anche questo è il principio di funzionamento dell'inverter CMOS .

Un inverter può essere costruito con un singolo semiconduttore a ossido di metallo di tipo P (PMOS) o un singolo semiconduttore a ossido di metallo di tipo N (NMOS) e accoppiato con un resistore. La corrente scorre nel resistore in 1 dei 2 stati, quindi la configurazione con drenaggio resistivo è veloce e a risparmio energetico.

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In alternativa, un inverter può essere costruito utilizzando 2 transistor complementari in una configurazione CMOS, chiamata inverter CMOS. I vantaggi dell'inverter CMOS sono il consumo energetico molto basso e una velocità di elaborazione più elevata grazie al fatto che uno dei transistor è sempre spento in entrambi gli stati logici e la resistenza relativamente bassa (rispetto ai dispositivi di tipo solo NMOS o solo PMOS) rispettivamente.

Disposizione dell'inverter CMOS

Gli inverter CMOS possono anche essere chiamati inverter NOSFET. All'interno di un inverter CMOS, è presente una tensione di alimentazione VDD al terminale di sorgente PMOS e una massa collegata al terminale di sorgente NMOS. Mentre WIN è collegato ai terminali di gate e VOUT è collegato ai terminali di drain.

Il CMOS non contiene resistori, il che lo rende più efficace dal punto di vista energetico rispetto a un comune inverter MOSFET integrato con resistore.

Come funziona un inverter CMOS?

I circuiti elettronici digitali funzionano a livelli di tensione fissi corrispondenti a uno 0 o 1 logico (binario). Mentre a Circuito invertitore CMOS funge da porta logica di base per lo scambio tra questi 2 livelli di tensione. L'implementazione determina la tensione effettiva. Tuttavia, i livelli comuni includono (0, +5 V) per i circuiti logici transistor-transistor (TTL).

Il CMOS può anche essere costruito con transistor a giunzione bipolare (BJT) in una configurazione logica resistore-transistor (RTL) o TTL.

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Invertitore esadecimale CMOS

L'inverter esadecimale è un circuito integrato contenente sei inverter (Hexa-), come il chip 7404 TTL e 4049 CMOS. L'IC dell'inverter CMOS 4049 ha 16 pin: 12 pin sono utilizzati da ingressi e uscite, 2 pin sono utilizzati per alimentazione/riferimento e i restanti 2 pin non sono collegati a nulla. Il chip TTL 7404 ha 14 pin.

Un inverter è un elemento fondamentale dell'elettronica digitale. Multiplexer , macchine a stati, decodificatori e altri sofisticati dispositivi digitali possono utilizzare inverter.

Verdetto

L'inverter CMOS è un componente vitale di un dispositivo circuitale. offre una bassa dissipazione di potenza, un'elevata velocità di trasferimento e margini di buffer elevati. Queste tre sono qualità progettate negli inverter per la maggior parte dei progetti di circuiti. Ecco perché l'inverter CMOS diventa popolare.