CMOS tĩnh và CMOS động là hai loại CMOS. CMOS tĩnh là mạch tổ hợp, bao gồm các hàm mạng kéo lên và mạng kéo xuống. Ngược lại, CMOS động là mạch logic kỹ thuật số chỉ có một tín hiệu xung nhịp duy nhất để thực hiện thao tác nạp trước và đánh giá.

CMOS là gì?

CMOS  là công nghệ được sử dụng để phát triển các mạch tích hợp khác nhau. Nó có thể được sử dụng như các cặp MOSFET loại p và loại n bổ sung và đối xứng để mô phỏng các chức năng khác nhau. Công nghệ CMOS được sử dụng rộng rãi để thiết kế các mạch logic kỹ thuật số khác nhau . Có hai loại CMOS như được đề cập dưới đây.

CMOS tĩnh

CMOS tĩnh là mạch tổ hợp  với mạng kéo lên (PUN) và mạng kéo xuống (PDN). CMOS tĩnh đặc biệt được sử dụng để thiết kế các mạch tích hợp cấp cao. CMOS tĩnh tiêu thụ điện năng thấp và mang lại hiệu suất đáng tin cậy trong hệ thống.

Đặc điểm của CMOS tĩnh

Sau đây là những đặc điểm chính của CMOS tĩnh được đề cập bên dưới.

• CMOS tĩnh tiêu thụ điện năng trong quá trình chuyển mạch. Ngoài ra, CMOS tĩnh không tiêu thụ bất kỳ điện năng nào. Không có đường dẫn trực tiếp đến đất trong CMOS tĩnh.
• Có hai loại bóng bán dẫn trong CMOS tĩnh để giảm thiểu rò rỉ dòng điện.
• CMOS tĩnh có biên độ nhiễu cao được xác định giúp toàn bộ mạch trở nên đa dạng.
• Thiết kế CMOS tĩnh có mật độ bóng bán dẫn cao hơn và thiết kế cân bằng giúp tăng hiệu suất và tính nhất quán.

Ưu điểm của CMOS

• Mạch CMOS tĩnh chỉ tiêu thụ điện năng trong quá trình chuyển đổi trạng thái chứ không tiêu thụ điện năng trong trạng thái ổn định.
• Cổng CMOS tĩnh có biên độ nhiễu cao, khiến chúng ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu và sự thay đổi của điện áp cung cấp.
• Trạng thái ổn định của mạch CMOS tĩnh đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy nhất quán.
• Logic CMOS tĩnh dễ thiết kế và hiểu vì nó sử dụng các mức logic được xác định rõ ràng.

Nhược điểm của CMOS

• Mạch CMOS tĩnh có thể chiếm nhiều diện tích silicon hơn so với mạch động do cần nhiều bóng bán dẫn trên mỗi cổng.
• Mạch CMOS tĩnh có thể có tốc độ chuyển mạch chậm hơn so với mạch CMOS động vì cần có bóng bán dẫn phức tạp hơn.

Ứng dụng của CMOS

• Mạch logic kỹ thuật số
• Bộ vi xử lý
• Chip nhớ (ví dụ: SRAM )
• Thiết bị sử dụng pin và công suất thấp

Sơ đồ khối của CMOS tĩnh

Sau đây là sơ đồ khối của CMOS tĩnh như đã đề cập bên dưới.

CMOS động

CMOS động là mạch kỹ thuật số. Nó sử dụng một tín hiệu xung nhịp duy nhất. Nó giúp hệ thống thực hiện thao tác nạp trước. Các tụ điện của CMOS động có khả năng tạo ra hiệu suất cường độ cao với mức tiêu thụ điện năng thấp. CMOS động sử dụng rơle điện liên tục để duy trì mọi chức năng.

Đặc điểm của CMOS động

Sau đây là những đặc điểm chính của CMOS động được đề cập bên dưới.

• CMOS động có thể thực hiện chuyển mạch nhanh hơn. Các mạch này được thiết kế để phát triển các hệ thống cường độ cao, đòi hỏi dung lượng và tốc độ cao hơn.
• CMOS động tiêu thụ điện năng trong suốt thời gian chuyển mạch. Mạch không cần nguồn điện liên tục để duy trì trạng thái logic.
• CMOS động có tụ điện để lưu điện và trạng thái logic chỉ có thể được xác định bởi tụ điện.
• Loại CMOS này cần tín hiệu CLK để làm mới điện tích được lưu trữ trong một khoảng thời gian nhất định để có được kết quả chính xác.
• Sự thay đổi được lưu trữ có thể bị rò rỉ vì mạch CMOS động nhạy cảm hơn với kiến ​​thức và các yếu tố khác.

Ưu điểm của CMOS động

• Mạch CMOS động có thể đạt tốc độ cao hơn so với CMOS tĩnh do số lượng bóng bán dẫn ít hơn.
• Mạch CMOS động thường chiếm ít diện tích trên chip silicon, cho phép thiết kế mật độ cao hơn và nhỏ gọn hơn.
• CMOS động có thể tiết kiệm điện hơn trong các ứng dụng tốc độ cao, đặc biệt là khi mạch hoạt động ở tần số cao.

Nhược điểm của CMOS động

• Mạch CMOS động có thể tiêu thụ nhiều điện năng hơn trong giai đoạn chuyển mạch.
• Mạch động có thể phức tạp hơn khi thiết kế.
• Điều này đòi hỏi thời gian chính xác và quản lý cẩn thận việc lưu trữ điện tích.
• Mạch CMOS động dễ bị nhiễu hơn, có thể dẫn đến hỏng dữ liệu.

Ứng dụng của CMOS động

• Bộ xử lý tốc độ cao
• DRAM (Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động)
• Mạch logic mật độ cao
• Hệ thống kỹ thuật số tiên tiến đòi hỏi xử lý nhanh

Sơ đồ khối của CMOS động

Sau đây là sơ đồ khối của CMOS động như đã đề cập bên dưới.

Sự khác biệt giữa CMOS tĩnh và CMOS động

Kết luận

CMOS tĩnh là mạch tổ hợp với mạng kéo lên (PUN) và mạng kéo xuống (PDN). CMOS tĩnh được sử dụng đặc biệt để thiết kế các mạch tích hợp cấp cao. CMOS tĩnh tiêu thụ điện năng thấp và mang lại hiệu suất đáng tin cậy trong hệ thống. CMOS động là mạch kỹ thuật số. Nó có một tín hiệu xung nhịp duy nhất. Nó giúp hệ thống thực hiện hoạt động sạc trước và đánh giá. Các tụ điện của CMOS động có khả năng tạo ra hiệu suất cường độ cao với mức tiêu thụ điện năng thấp. CMOS động tiếp sức bằng điện liên tục để duy trì mọi chức năng. CMOS tĩnh tiêu thụ điện trong thời gian chuyển mạch. Ngoại trừ điều này, CMOS tĩnh không tiêu thụ bất kỳ điện năng nào. Không có đường dẫn trực tiếp đến đất trong CMOS tĩnh. CMOS động có thể thực hiện chuyển mạch nhanh hơn.