This page demonstrates how CMOS tra

This page demonstrates how CMOS transistors and basic gates work. It is intended for our computer science undergraduate students. The applets were written as a test and working demonstration for Java/Hotjava.
All comments, hints and bug reports are welcome: Please contact Norman Hendrich. Further Java demonstrations on our server (ever wanted to learn ballroom dancing on the Net?) can be found here.


Java 1.0 version. The applets use different colors to indicate voltage levels: They will only display correctly on a color display. You need a Java 1.0 (or higher) compatible browser like Netscape, MSIE, or Suns appletviewer to run the applets.
Basic CMOS Technology
In CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) technology, both N-type and P-type transistors are used to realize logic functions. Today, CMOS technology is the dominant semiconductor technology for microprocessors, memories and application specific integrated circuits (ASICs). The main advantage of CMOS over NMOS and bipolar technology is the much smaller power dissipation. Unlike NMOS or bipolar circuits, a CMOS circuit has almost no static power dissipation. Power is only dissipated in case the circuit actually switches. This allows to integrate many more CMOS gates on an IC than in NMOS or bipolar technology, resulting in much better performance.
The following applets demonstrate the N-type and P-type transistors used in CMOS technology, the basic CMOS inverter, NAND and NOR gates, and an AOI32 complex gate.
Finally, it demonstrates the CMOS transmission-gate and a transmisson-gate D-latch.
The first applet illustrates the function of both N-type and P-type MOS transistors.
Click on the source and gate contacts of the transistors to toggle the corresponding voltage levels and watch the resulting output value on the drain contacts. The applet uses colors to display the different voltages.
A logical '1' corresponding to electrical level VCC (typical values for current technolgies are +5V or +3.3V) is shown in red,
a logical '0' (corresponding to 0V or GND) in blue.
A floating wire (not connected to either VCC or GND) is shown in orange.
Sorry, but your browser seems to ignore Java-applets.
Enable Java in your browser preferences,
and reload this page to start the MOS transistor applet.

Note that the N-type transistor is conducting when its input is '1', while the P-type transistor is conducting when its input is '0'. The applet displays the channel of a conducting transistor as a rectangle filled with the color of its source voltage. The channel of a nonconducting transistor is shown as rectangle outline in black.

The CMOS Inverter
The most important CMOS gate is the CMOS inverter. It consists of only two transistors, a pair of one N-type and one P-type transistor. The applet demonstrates how the inverter works.
Voltage levels are shown in colors as above: a logical '1' corresponding to electrical level VCC is shown in red, a logical '0' (corresponding to 0V or GND) in blue.
Again, a floating wire (not connected to either VCC or GND) is shown in orange. Because of parasitic effects, the voltage level on such wire may reach some undefined voltage between VCC and GND after some time. A floating wire will cause problems, when its voltage is around VCC/2, because a gate voltage around VCC/2 on either N-type and P-type transistors implies that the transistor is conducting. The applet illustrates why this is a serious problem: When both transistors are conducting, there is a direct path from VCC to GND, and this implies a short-circuit condition (shown in light green), which dissipates much energy and may destroy the device.
Click anywhere in the applet to toggle the input voltage for the inverter from GND to VCC to Z (unknown) to GND.
If the input voltage is '1' (VCC) the P-type transistor on top is nonconducting, but the N-type transistor is conducting and provides a path from GND to the output Y. The output level therefore is '0'. On the other hand, if the input level is '0', the P-type transistor is conducting and provides a path from VCC to the output Y, so that the output level is '1', while the N-type transistor is blocked.
If the input is floating, both transistors may be conducting and a short-circuit condition is possible:
Sorry, but your browser seems to ignore Java-applets.
Enable Java in your browser preferences,
and reload this page to start the INVERTER applet.

Kết quả (Việt) 1:

Trang này chứng tỏ CMOS transistor và cổng cơ bản như thế nào. Nó là dành cho sinh viên đại học khoa học máy tính. Các ứng dụng được viết như một bài kiểm tra và làm việc minh chứng cho Java/Hotjava. Tất cả các ý kiến, gợi ý và báo cáo lỗi được chào đón: xin vui lòng liên hệ với Norman Hendrich. Hơn nữa các cuộc biểu tình Java trên máy chủ của chúng tôi (bao giờ muốn tìm hiểu ballroom dancing on the Net?) có thể được tìm thấy ở đây. Phiên bản Java 1.0. Các ứng dụng sử dụng màu sắc khác nhau để chỉ ra mức độ điện áp: họ sẽ chỉ hiển thị một cách chính xác trên một màn hình màu. Bạn cần một trình duyệt tương thích Java 1.0 (hoặc cao hơn) như appletviewer Netscape, MSIE hoặc mặt trời để chạy các ứng dụng. Công nghệ CMOS cơ bảnCông nghệ CMOS (bổ sung bán dẫn Oxide kim loại), N-type và bóng bán dẫn loại P được sử dụng để nhận ra các chức năng logic. Hôm nay, công nghệ CMOS là công nghệ bán dẫn thống trị đối với vi xử lý, kỷ niệm và ứng dụng cụ thể mạch (ASICs). Các lợi thế chính của CMOS NMOS và lưỡng cực công nghệ là sự tản điện nhỏ hơn nhiều. Không giống như NMOS hoặc mạch điện lưỡng cực, một mạch CMOS có hầu như không có tản tĩnh điện. Sức mạnh chỉ ăn chơi trong trường hợp các mạch thiết chuyển mạch thực sự. Điều này cho phép tích hợp nhiều cổng CMOS thêm vào một IC hơn NMOS hoặc công nghệ lưỡng cực, kết quả là hiệu suất tốt hơn nhiều. Applet sau đây chứng minh các bóng bán dẫn loại N và P-loại được sử dụng trong công nghệ CMOS, biến tần CMOS cơ bản, NAND và NOR cửa và một cửa khu phức hợp AOI32. Cuối cùng, nó chứng tỏ CMOS truyền-cửa và một cửa khẩu transmisson D-chốt. Các applet tiên minh họa các chức năng của bóng bán dẫn loại N và P-loại MOS. Bấm vào các liên hệ nguồn và cổng của bóng bán dẫn để chuyển đổi các cấp điện áp tương ứng và xem giá trị sản lượng kết quả vào liên hệ cống. Các applet sử dụng màu sắc để hiển thị điện áp khác nhau. Hợp lý '1' tương ứng với điện cấp VCC (các giá trị tiêu biểu cho hiện tại technolgies được + 5V hoặc + 3.3V) sẽ được hiển thị trong màu đỏ, bản hợp lý '0' (tương ứng với 0V hay GND) màu xanh lam. Dây dẫn nổi (không kết nối với GND hoặc VCC) Hiển thị màu da cam. Xin lỗi, nhưng trình duyệt của bạn dường như bỏ qua các ứng dụng Java.Enable Java trong tuỳ chọn trình duyệt của bạn, và tải lại trang này để bắt đầu các applet transistor MOS. Lưu ý rằng N-type transistor tiến hành khi đầu vào của nó là '1', trong khi bóng bán dẫn loại P sẽ tiến hành khi đầu vào của nó là '0'. Các applet Hiển thị các kênh một bóng bán dẫn tiến hành như là một hình chữ nhật với màu của điện áp nguồn của nó đầy đủ. Các kênh của một bóng bán dẫn không được hiển thị như là hình chữ nhật viền màu đen. Biến tần CMOSCổng CMOS quan trọng nhất là các biến tần CMOS. Nó bao gồm chỉ có hai bóng bán dẫn, một cặp một N-loại và một kiểu P transistor. Các applet cho thấy các biến tần như thế. Điện áp cấp Hiển thị màu sắc như trên: hợp lý '1' tương ứng với điện cấp VCC sẽ được hiển thị trong màu đỏ, một hợp lý '0' (tương ứng với 0V hay GND) màu xanh lam. Một lần nữa, một sợi dây nổi (không kết nối với GND hoặc VCC) Hiển thị màu da cam. Do ký sinh trùng tác cấp điện áp trên dây có thể đạt được một số điện áp undefined giữa VCC và GND sau một thời gian. Dây dẫn nổi sẽ gây ra vấn đề, khi điện áp của nó xung quanh thành phố VCC/2, vì điện áp gate quanh VCC/2 ngày hoặc loại N và P-loại transistor ngụ ý rằng transistor tiến hành. Các applet minh họa lý do tại sao điều này là một vấn đề nghiêm trọng: khi cả hai transistor đang tiến hành, có một đường dẫn trực tiếp từ VCC đến GND, và điều này ngụ ý một điều kiện short-circuit (thể hiện trong ánh sáng màu xanh lá cây), mà tiêu hao nhiều năng lượng và có thể phá hủy các thiết bị. Nhấp vào bất cứ nơi nào trong các applet để chuyển đổi điện áp đầu vào cho các biến tần từ GND để VCC đến Z (không rõ) với GND. Nếu điện áp đầu vào '1' (VCC) kiểu P transistor trên đầu trang là không, nhưng bóng bán dẫn loại N là tiến hành và cung cấp một đường dẫn từ GND ra Y. Ở cấp độ đầu ra do đó là '0'. Mặt khác, nếu mức nhập '0', bóng bán dẫn loại P sẽ tiến hành và cung cấp một đường dẫn từ VCC ra Y, vì vậy mà mức độ đầu ra là '1', trong khi bóng bán dẫn loại N bị chặn. Nếu đầu vào là nổi, cả hai bóng bán dẫn có thể tiến hành và một tình trạng short-circuit có thể: Xin lỗi, nhưng trình duyệt của bạn dường như bỏ qua các ứng dụng Java.Enable Java trong tuỳ chọn trình duyệt của bạn, và tải lại trang này để bắt đầu các applet INVERTER.

Kết quả (Việt) 2:

Trang này trình bày cách CMOS bóng bán dẫn và các cổng cơ bản làm việc. Nó được thiết kế cho sinh viên đại học khoa học máy tính của chúng tôi. Các applet được viết như là một thử nghiệm và trình diễn làm việc cho Java / HotJava.
Tất cả các ý kiến, gợi ý và báo cáo lỗi được chào đón: Xin vui lòng liên hệ với Norman Hendrich. Hơn nữa các cuộc biểu tình Java trên máy chủ của chúng tôi (bao giờ muốn học khiêu vũ trên Net?) Có thể được tìm thấy ở đây.


Java phiên bản 1.0. Các applet sử dụng màu sắc khác nhau để chỉ cấp điện áp: Họ sẽ chỉ hiển thị một cách chính xác trên một màn hình màu. Bạn cần một Java 1.0 (hoặc cao hơn) của trình duyệt tương thích như Netscape, MSIE, hoặc Suns appletviewer để chạy các applet.
Cơ bản CMOS Công nghệ
Trong công nghệ CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor), cả hai loại N và P-loại bóng bán dẫn được sử dụng để nhận ra các chức năng logic. Ngày nay, công nghệ CMOS là công nghệ bán dẫn chủ đạo cho bộ vi xử lý, bộ nhớ và ứng dụng cụ thể mạch tích hợp (ASICs). Ưu điểm chính của CMOS trên NMOS và công nghệ lưỡng cực là tản quyền lực nhỏ hơn nhiều. Không giống như NMOS hoặc mạch lưỡng cực, một mạch CMOS gần như không có quyền lực tản tĩnh. Nguồn điện được chỉ tiêu tán trong trường hợp các mạch thực sự chuyển mạch. Điều này cho phép tích hợp nhiều hơn CMOS cửa trên một vi mạch hơn so với NMOS hoặc công nghệ lưỡng cực, dẫn đến hiệu suất tốt hơn nhiều.
Các applet sau đây chứng minh các loại N và P-loại transistor được sử dụng trong công nghệ CMOS, CMOS cơ bản biến tần, NAND và NOR cửa, và một cổng phức tạp AOI32.
Cuối cùng, nó cho thấy được CMOS truyền khẩu và một transmisson khẩu D-chốt.
các applet đầu tiên minh họa chức năng của cả hai loại N và P-type MOS transistor.
Nhấn vào nguồn và cổng địa chỉ liên lạc của các bóng bán dẫn để chuyển đổi các cấp điện áp tương ứng và xem các giá trị kết quả đầu ra trên các địa chỉ liên lạc cống. Các applet sử dụng màu sắc để hiển thị điện áp khác nhau.
Một logic "1" tương ứng với mức độ VCC điện (giá trị điển hình cho technolgies hiện tại là + 5V hoặc 3.3V +) được thể hiện trong màu đỏ,
một logic '0' (tương ứng với 0V hoặc GND ) trong màu xanh.
Một dây nổi (không kết nối hoặc VCC hoặc GND) được thể hiện trong màu da cam.
Xin lỗi, nhưng trình duyệt của bạn dường như bỏ qua Java-applet.
Enable Java trong tùy chọn trình duyệt của bạn,
và tải lại trang này để bắt đầu các bóng bán dẫn applet MOS .

Lưu ý rằng các bóng bán dẫn loại N được tiến hành khi đầu vào của nó là '1', trong khi các bóng bán dẫn P-loại được tiến hành khi đầu vào của nó là '0'. Các applet hiển thị các kênh của một bóng bán dẫn tiến hành như một hình chữ nhật đầy màu sắc của điện áp nguồn của nó. Các kênh của một bóng bán dẫn không dẫn được hiển thị như phác thảo hình chữ nhật màu đen.

Các CMOS Inverter
CMOS cửa khẩu quan trọng nhất là CMOS biến tần. Nó bao gồm chỉ có hai bóng bán dẫn, một cặp của một loại N và một chiếc P-loại bóng bán dẫn. Các applet trình bày cách thức hoạt động của biến tần.
Mức điện áp được thể hiện trong màu sắc như trên: một logic "1" tương ứng với mức điện VCC được thể hiện trong màu đỏ, một logic '0' (tương ứng với 0V hoặc GND) màu xanh lam.
Một lần nữa, một dây (không kết nối hoặc VCC hoặc GND) nổi được thể hiện trong màu da cam. Do ảnh hưởng ký sinh, các cấp điện áp trên dây như vậy có thể đạt được một số điện áp không xác định giữa VCC và GND sau một thời gian. Một dây nổi sẽ gây ra vấn đề, khi điện áp của nó là khoảng VCC / 2, bởi vì một điện áp cổng khoảng VCC / 2 vào một trong hai loại N và P-loại transistor ngụ ý rằng các bóng bán dẫn được tiến hành. Các applet minh họa tại sao điều này là một vấn đề nghiêm trọng: Khi cả hai bóng bán dẫn được tiến hành, có một con đường trực tiếp từ VCC GND, và điều này hàm ý một điều kiện ngắn mạch (thể hiện trong màu xanh lá cây nhạt), mà mất đi nhiều năng lượng và có thể phá hủy các thiết bị .
Click vào bất cứ nơi nào trong applet để chuyển đổi điện áp đầu vào cho các biến tần từ GND VCC đến Z (không rõ) để GND.
Nếu điện áp đầu vào là "1" (VCC) P-loại bóng bán dẫn trên đầu trang là không dẫn điện, nhưng N transistor kiểu đang tiến hành và cung cấp một đường dẫn từ GND với sản lượng Y. do đó, mức sản lượng là '0'. Mặt khác, nếu các mức độ đầu vào là "0", các bóng bán dẫn P-type là tiến hành và cung cấp một đường đi từ VCC đến đầu ra Y, do đó mức sản lượng là '1', trong khi các bóng bán dẫn loại N bị chặn .
Nếu đầu vào là nổi, cả hai transistor có thể được tiến hành và một điều kiện ngắn mạch có thể:
. Xin lỗi, nhưng trình duyệt của bạn dường như bỏ qua Java-applet
Enable Java trong tùy chọn trình duyệt của bạn,
và tải lại trang này để bắt applet INVERTER.