CMOS 제조
CMOS 트랜지스터의 제조는 실리콘 웨이퍼에서 수행될 수 있습니다. 웨이퍼의 직경은 20mm에서 300mm입니다. 여기서 리소그래피 공정은 인쇄기와 동일합니다. 모든 단계에서 서로 다른 재료가 증착되고, 그렇지 않으면 패터닝될 수 있습니다. 이 프로세스는 단순화된 조립 방법 내에서 웨이퍼의 상단과 단면을 보면 매우 쉽게 이해할 수 있습니다. CMOS의 제조는 N-well pt P-well, Twin well, SOI(Silicon on Insulator)의 세 가지 기술을 사용하여 수행할 수 있습니다. CMOS Fabrication 에 대한 자세한 내용은 이 링크를 참조하십시오 .
CMOS 배터리의 수명
CMOS 배터리의 일반적인 수명은 약 10년입니다. 그러나 이는 PC가 있는 곳의 활용도와 주변 환경에 따라 달라질 수 있습니다.
CMOS 배터리의 고장 증상
CMOS 배터리가 고장나면 컴퓨터가 꺼지면 컴퓨터에서 정확한 시간과 날짜를 유지할 수 없습니다. 예를 들어, 일단 컴퓨터가 켜져 있으면 12:00 PM & 1990년 1월 1일과 같은 시간과 날짜를 볼 수 있습니다. 이 결함은 CMOS 배터리가 고장난 것을 나타냅니다.
- 노트북 부팅이 어렵다
- 비프음은 컴퓨터의 마더보드에서 지속적으로 생성될 수 있습니다.
- 시간 및 날짜가 재설정되었습니다.
- 컴퓨터 주변 장치가 올바르게 응답하지 않음
- 하드웨어 드라이버가 사라졌다
- 인터넷에 연결할 수 없습니다.
CMOS 특성
CMOS의 가장 중요한 특성은 낮은 정적 전력 사용률, 큰 노이즈 내성입니다. 한 쌍의 MOSFET 트랜지스터의 단일 트랜지스터가 OFF로 전환되면 직렬 조합은 ON 및 OFF와 같이 명시된 둘 사이의 전환 전반에 걸쳐 상당한 전력을 사용합니다.
결과적으로 이러한 장치는 TTL 또는 NMOS 논리와 같은 다른 유형의 논리 회로와 비교하여 폐열을 생성하지 않습니다.
이러한 CMOS 특성을 통해 집적 회로에 고밀도 논리 기능을 통합할 수 있습니다. 이 때문에 CMOS는 VLSI 칩 내에서 실행되는 가장 자주 사용되는 기술이 되었습니다.
MOS라는 문구는 반도체 재료의 산화물 절연체 상단에 위치한 금속 게이트가 있는 전극을 포함하는 MOSFET의 물리적 구조에 대한 참조입니다.
알루미늄과 같은 재료는 한 번만 사용되지만 지금은 폴리실리콘입니다. 다른 금속 게이트의 설계는 CMOS 프로세스의 프로세스 내에서 high-k 유전체 재료의 도착을 통해 복귀를 사용하여 수행할 수 있습니다.
CCD 대 CMOS
CCD(전하 결합 소자) 및 CMOS(상보 금속 산화물 반도체)와 같은 이미지 센서는 두 가지 다른 종류의 기술입니다. 이들은 이미지를 디지털로 캡처하는 데 사용됩니다. 모든 이미지 센서에는 장점, 단점 및 응용 프로그램이 있습니다.
CCD와 CMOS의 주요 차이점은 프레임을 캡처하는 방법입니다. CCD와 같은 전하 결합 장치는 글로벌 셔터를 사용하는 반면 CMOS는 롤링 셔터를 사용합니다. 이 두 개의 이미지 센서는 전하를 빛에서 전기로 바꾸고 이를 전자 신호로 처리합니다.
CCD에 사용되는 제조 공정은 변경 없이 IC를 가로질러 전하를 이동할 수 있는 용량을 형성하기 위해 특별합니다. 따라서 이 제조 공정은 광 감도 및 충실도에 관한 매우 고품질의 센서로 이어질 수 있습니다.
대조적으로 CMOS 칩은 고정된 제조 절차를 사용하여 칩을 설계하고 유사한 공정을 마이크로프로세서를 만드는 데 사용할 수도 있습니다. 제조상의 차이로 인해 CCD 7 CMOS와 같은 센서 간에는 몇 가지 분명한 차이점이 있습니다.
CCD 센서는 노이즈가 적고 품질이 우수한 이미지를 캡처하는 반면 CMOS 센서는 일반적으로 노이즈에 취약합니다.
일반적으로 CMOS는 전력을 적게 사용하는 반면 CCD는 CMOS 센서에 100배 이상 많은 전력을 사용합니다.
CMOS 칩의 제조는 CCD에 비해 매우 저렴한 경향이 있기 때문에 일반적인 Si 생산 라인에서 수행할 수 있습니다. CCD 센서는 장기간 대량 생산되기 때문에 더 성숙합니다.
CMOS 및 CCD 이미저 모두 광전 효과에 의존하여 빛에서 전기 신호를 생성합니다.
위의 차이점을 바탕으로 CCD는 많은 픽셀과 뛰어난 광감도를 통해 고품질 이미지를 목표로 카메라에 사용됩니다. 일반적으로 CMOS 센서는 해상도, 품질 및 감도가 낮습니다.
일부 응용 분야에서 CMOS 센서는 최근 CCD 장치와 거의 동등할 정도로 개선되고 있습니다. 일반적으로 CMOS 카메라는 비싸지 않고 배터리 수명이 길다.
CMOS의 래치업
래치업은 전원과 접지와 같이 두 단자 사이에 단락이 발생하여 고전류가 발생하고 IC가 손상될 수 있는 것으로 정의할 수 있습니다. CMOS에서 래치업은 기생 PNP 및 NPN 트랜지스터 와 같은 두 트랜지스터 간의 통신으로 인해 전원 레일 및 접지 레일 간에 낮은 임피던스 트레일이 발생 합니다.
CMOS 회로에서 PNP 및 NPN과 같은 두 개의 트랜지스터는 VDD 및 GND와 같은 두 개의 공급 레일에 연결됩니다. 이러한 트랜지스터의 보호는 저항을 통해 수행할 수 있습니다.
래치업 전송에서 전류는 두 트랜지스터를 통해 VDD에서 GND로 직선으로 흐르므로 단락이 발생할 수 있으므로 극한의 전류가 VDD에서 접지 단자로 흐릅니다.
래치업 방지를 위한 다양한 방법이 있습니다.
래치업 방지에서는 다음 방법을 사용하여 공급 전체에 흐르는 전류 흐름을 중지하고 β1 *β2를 1 미만으로 만들기 위해 트레일에 높은 저항을 배치할 수 있습니다.
PMOS 및 NMOS와 같은 트랜지스터 주변에는 절연 산화막을 통해 기생 SCR 구조가 비킹됩니다. 래치업 보호 기술은 래치업이 감지되면 장치를 끕니다.
래치업의 테스트 서비스는 시장의 많은 공급업체에서 수행할 수 있습니다. 이 테스트는 CMOS IC에서 SCR 구조를 활성화하려는 일련의 시도로 수행할 수 있는 반면 과전류가 흐를 때 관련 핀을 검사합니다.
실험 Lot에서 첫 번째 샘플을 구하여 Latch-up의 시험실로 보내는 것이 좋습니다. 본 연구실에서는 가능한 최대의 전원을 공급하고 전류 공급 모니터링을 통해 Latch-up이 발생할 때마다 칩의 입출력에 전류를 공급할 것입니다.
장점
CMOS의 장점은 다음과 같습니다.
TTL에 비해 CMOS의 주요 이점은 우수한 노이즈 마진과 적은 전력 소비입니다. 이는 VDD에서 GND로의 직선 전도 레인이 없기 때문에 입력 조건에 따른 하강 시간이 발생하면 CMOS 칩을 통해 디지털 신호 전송이 쉽고 저렴해집니다.
CMOS는 BIOS 설정에 저장할 컴퓨터 마더보드의 메모리 양을 설명하는 데 사용됩니다. 이러한 설정에는 주로 날짜, 시간 및 하드웨어 설정이 포함됩니다.
TTL은 바이폴라 트랜지스터가 DC 펄스에서 작동하는 디지털 논리 회로입니다. 여러 트랜지스터 논리 게이트는 일반적으로 단일 IC로 구성됩니다.
CMOS가 양방향으로 능동적으로 구동하는 경우 출력
- + VDD와 같은 단일 전원 공급 장치를 사용합니다.
- 이 게이트는 매우 간단합니다.
- 입력 임피던스가 높음
- CMOS 로직은 설정된 상태로 유지될 때마다 더 적은 전력을 사용합니다.
- 전력 손실은 무시할 수 있습니다.
- 팬아웃이 높다
- TTL 호환성
- 온도의 안정성
- 노이즈 내성이 좋다
- 콤팩트
- 디자인이 아주 좋습니다
- 기계적으로 견고함
- 로직 스윙이 크다(VDD)
단점
CMOS의 단점은 다음과 같습니다.
- 처리 단계가 증가하면 비용이 증가하지만 해결할 수 있습니다.
- CMOS의 패킹 밀도는 NMOS에 비해 낮습니다.
- MOS 칩은 그렇지 않은 경우 단락된 리드를 배치하여 정전기가 발생하지 않도록 보호해야 합니다. 리드 내에서 얻은 정전기는 칩을 손상시킵니다. 이 문제는 다른 장치에 보호 회로를 포함하여 해결할 수 있습니다.
- CMOS 인버터의 또 다른 단점은 인버터를 구축하기 위해 하나의 NMOS가 아닌 두 개의 트랜지스터를 사용한다는 것입니다. 이는 CMOS가 NMOS에 비해 칩 위에 더 많은 공간을 사용한다는 것을 의미합니다. 이러한 단점은 CMOS 기술의 발전으로 인해 작습니다.
CMOS 애플리케이션
보완 MOS 프로세스는 널리 구현되었으며 거의 모든 디지털 로직 애플리케이션에서 NMOS 및 바이폴라 프로세스를 근본적으로 대체했습니다. CMOS 기술은 다음과 같은 디지털 IC 설계에 사용되었습니다.
- 컴퓨터 메모리, CPU
- 마이크로프로세서 설계
- 플래시 메모리 칩 설계
- ASIC(주문형 집적 회로) 설계에 사용
따라서 CMOS 트랜지스터는 전력을 효율적으로 사용하기 때문에 매우 유명 합니다. 그들은 한 조건에서 다른 조건으로 변경할 때마다 전기 공급을 사용하지 않습니다. 또한 상보형 반도체는 상호 작용하여 o/p 전압을 차단합니다. 결과는 더 적은 열을 제공하는 저전력 설계입니다. 이러한 이유로 이 트랜지스터는 카메라 센서 내의 CCD와 같은 다른 초기 설계를 변경하고 대부분의 현재 프로세서에서 사용합니다. 컴퓨터 내부의 CMOS 메모리는 BIOS 설정과 시간 및 날짜 정보를 저장하는 일종의 비휘발성 RAM입니다.