模拟CMOS集成电路学习笔记——MOS器件物理基础

后续文章大多是基于NMOS器件来讲解的，但是对于PMOS都很相似，且两种MOS性能上各有优劣，不是说只讲NMOS就是说NMOS好

CMOS功耗与速度

①开关状态nmos管：输入高电平，输出低电平输入低电平，输出高阻
②开关状态pmos管：输入高电平，输出高阻输入低电平，输出高电平
单个nmos逻辑：输入低电平时：nmos高阻，靠上拉电阻（如10k连接到电源）提供高电平输入高电平时：nmos输出低电平，输出端对地电阻10欧姆左右。此时，电源对地大概存在一个10k电阻，一直有电流消耗。
单个pmos管，与单个nmos相似。提供电平方式交换了，电阻接地提供低电平，pmos提供高电平。高电平时，电源对地有一个电流消耗。
cmos电路：输入高电平时：nmos对地连通，pmos对电源高阻，电源对地没有电流消耗输入低电平时：nmos对地高阻，pmos对电源连接，同样没有电流消耗

由于nmos使用电子做载流子，pmos使用空穴做载流子，在同样电场下，空穴移动速度低于电子。即n沟道电导率大于p沟道电导率，所以在同样的几何参数情况下，nmos的导通电阻R低于pmos的导通电阻R
在数字电路中，上升沿和下降沿时间约为3RC(R是管子的导通电阻，C是负载电容)，因此使用同样几何参数pmos和nmos的cmos电路，下降沿快于上升沿（nmos驱动下降沿，pmos驱动上升沿）

MOS器件结构

技术改进、推动点

即我们要选用更小的有效沟道长度的器件，缩小栅氧化层的厚度

原因