CMOS
நிரப்பு உலோக-ஆக்சைடு-குறைக்கடத்தி (CMOS, "கடல்-பாசி" என்று உச்சரிக்கப்படுகிறது) என்பது ஒரு வகை உலோக-ஆக்சைடு-குறைக்கடத்தி புலம்-விளைவு டிரான்சிஸ்டர் (MOSFET) புனையமைப்பு செயல்முறையாகும், இது தர்க்க செயல்பாடுகளுக்கு p-வகை மற்றும் n-வகை MOSFET களின் நிரப்பு மற்றும் சமச்சீர் ஜோடிகளைப் பயன்படுத்துகிறது. சிஎம்ஓஎஸ் தொழில்நுட்பம் நுண்செயலிகள், மைக்ரோகண்ட்ரோலர்கள், மெமரி சில்லுகள் (சிஎம்ஓஎஸ் பயோஸ் உட்பட) மற்றும் பிற டிஜிட்டல் லாஜிக் சர்க்யூட்கள் உள்ளிட்ட ஒருங்கிணைந்த சர்க்யூட் (ஐசி) சில்லுகளை உருவாக்க பயன்படுத்தப்படுகிறது. சிஎம்ஓஎஸ் தொழில்நுட்பம் பட சென்சார்கள் (சிஎம்ஓஎஸ் சென்சார்கள்), தரவு மாற்றிகள், ஆர்எஃப் சுற்றுகள் (ஆர்எஃப் சிஎம்ஓஎஸ்) மற்றும் பல வகையான தகவல்தொடர்புகளுக்கான அதிக ஒருங்கிணைந்த டிரான்ஸ்ஸீவர்கள் போன்ற அனலாக் சுற்றுகளுக்கும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. CMOS செயல்முறை முதலில் ஃபேர்சைல்டு செமிகண்டக்டரில் ஃபிராங்க் வான்லாஸால் உருவாக்கப்பட்டது மற்றும் 1963 ஆம் ஆண்டில் சர்வதேச திட-மாநில சுற்றுகள் மாநாட்டில் வான்லாஸ் மற்றும் சிஹ்-டாங் ஷா ஆகியோரால் வழங்கப்பட்டது. வான்லாஸ் பின்னர் CMOS சுற்றுகளுக்கான அமெரிக்க காப்புரிமையை தாக்கல் செய்தார், அது 1967 இல் வழங்கப்பட்டது. 1960 களின் பிற்பகுதியில் "COS-MOS" என்ற வர்த்தக முத்திரையுடன் தொழில்நுட்பத்தை வணிகமயமாக்கியது, மற்ற உற்பத்தியாளர்களை மற்றொரு பெயரைக் கண்டுபிடிக்க கட்டாயப்படுத்தியது, இதனால் 1970 களின் முற்பகுதியில் "CMOS" தொழில்நுட்பத்தின் நிலையான பெயராக மாறியது. 1980 களில் மிகப் பெரிய அளவிலான ஒருங்கிணைப்பு (விஎல்எஸ்ஐ) சில்லுகளுக்கான மேலாதிக்க MOSFET புனையமைப்பு செயல்முறையாக CMOS NMOS தர்க்கத்தை முந்தியது, மேலும் முந்தைய டிரான்சிஸ்டர்-டிரான்சிஸ்டர் லாஜிக் (டிடிஎல்) தொழில்நுட்பத்தையும் மாற்றியது. அதன்பிறகு விஎல்எஸ்ஐ சில்லுகளில் உள்ள மோஸ்ஃபெட் குறைக்கடத்தி சாதனங்களுக்கான நிலையான புனையமைப்பு செயல்முறையாக சிஎம்ஓஎஸ் இருந்து வருகிறது. பெரும்பாலான டிஜிட்டல், அனலாக் மற்றும் கலப்பு-சிக்னல் ஐ. சி. க்கள் உட்பட 99 சதவீத ஐசி சில்லுகள் சிஎம்ஓஎஸ் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்பட்டன. சிஎம்ஓஎஸ் சாதனங்களின் இரண்டு முக்கிய பண்புகள் அதிக சத்தம் நோய் எதிர்ப்பு சக்தி மற்றும் குறைந்த நிலையான மின் நுகர்வு ஆகும். MOSFET ஜோடியின் ஒரு டிரான்சிஸ்டர் எப்போதும் அணைக்கப்படுவதால், தொடர் கலவையானது ஆன் மற்றும் ஆஃப் நிலைகளுக்கு இடையில் மாறும் போது மட்டுமே சிறிது நேரத்திற்கு குறிப்பிடத்தக்க சக்தியை ஈர்க்கிறது. இதன் விளைவாக, சிஎம்ஓஎஸ் சாதனங்கள் என்எம்ஓஎஸ் லாஜிக் அல்லது டிரான்சிஸ்டர்-டிரான்சிஸ்டர் லாஜிக் (டிடிஎல்) போன்ற பிற தர்க்க வடிவங்களைப் போல அதிக கழிவு வெப்பத்தை உற்பத்தி செய்யாது, அவை பொதுவாக நிலையை மாற்றாதபோது கூட சில நிலையான மின்னோட்டத்தைக் கொண்டுள்ளன. இந்த பண்புகள் சிஎம்ஓஎஸ் ஒரு சிப்பில் அதிக அடர்த்தி கொண்ட லாஜிக் செயல்பாடுகளை ஒருங்கிணைக்க அனுமதிக்கின்றன. முதன்மையாக இந்த காரணத்திற்காகவே விஎல்எஸ்ஐ சில்லுகளில் செயல்படுத்தப்படும் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் தொழில்நுட்பமாக சிஎம்ஓஎஸ் மாறியது. "உலோக-ஆக்சைடு-குறைக்கடத்தி" என்ற சொற்றொடர் எம்ஓஎஸ் புலம்-விளைவு டிரான்சிஸ்டர்களின் இயற்பியல் கட்டமைப்பைக் குறிக்கிறது, இதில் ஒரு உலோக கேட் மின்முனை ஒரு ஆக்சைடு இன்சுலேட்டரின் மேல் வைக்கப்படுகிறது, இது ஒரு குறைக்கடத்தி பொருளின் மேல் உள்ளது. அலுமினியம் ஒரு காலத்தில் பயன்படுத்தப்பட்டது, ஆனால் இப்போது பொருள் பாலிசிலிகான் ஆகும். 45 நானோமீட்டர் முனை மற்றும் சிறிய அளவுகளுக்கு ஐபிஎம் மற்றும் இன்டெல் அறிவித்தபடி, சிஎம்ஓஎஸ் செயல்பாட்டில் உயர்-κ மின்கடத்தா பொருட்களின் வருகையுடன் பிற உலோக வாயில்கள் மீண்டும் வந்துள்ளன. நிரப்பு சமச்சீர் கோட்பாடு முதன்முதலில் 1953 இல் ஜார்ஜ் சிக்லாய் என்பவரால் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது, பின்னர் அவர் பல நிரப்பு இருமுனை சுற்றுகள் பற்றி விவாதித்தார். ஆர். சி. ஏ. வில் உள்ள பால் வெய்மர், 1962 ஆம் ஆண்டில் மெல்லிய-படல டிரான்சிஸ்டர் (டிஎஃப்டி) நிரப்பு சுற்றுகளை கண்டுபிடித்தார், இது சிஎம்ஓஎஸ் இன் நெருங்கிய உறவினர். அவர் நிரப்பு ஃபிளிப்-ஃப்ளாப் மற்றும் இன்வெர்ட்டர் சுற்றுகளை கண்டுபிடித்தார், ஆனால் மிகவும் சிக்கலான நிரப்பு தர்க்கத்தில் எந்த வேலையும் செய்யவில்லை. ஒரே அடி மூலக்கூறில் ஒரு சுற்றுவட்டத்தில் பி-சேனல் மற்றும் என்-சேனல் டிஎஃப்டிகளை வைக்க முடிந்த முதல் நபர் இவர்தான். மூன்று ஆண்டுகளுக்கு முன்பு, ஜான் டி. வால்மார்க் மற்றும் சான்ஃபோர்ட் எம். மார்கஸ் ஆகியோர் நிரப்பு நினைவக சுற்றுகள் உட்பட JFET களைப் பயன்படுத்தி ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளாக செயல்படுத்தப்பட்ட பல்வேறு சிக்கலான தர்க்க செயல்பாடுகளை வெளியிட்டனர். ஆர். சி. ஏ. வில் வெய்மர் செய்த வேலைகளை ஃபிராங்க் வான்லாஸ் நன்கு அறிந்திருந்தார். MOSFET (உலோக-ஆக்சைடு-குறைக்கடத்தி புலம்-விளைவு டிரான்சிஸ்டர் அல்லது MOS டிரான்சிஸ்டர்) 1959 ஆம் ஆண்டில் பெல் ஆய்வகத்தில் முகமது எம். அடல்லா மற்றும் டாவோன் காங் ஆகியோரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. முதலில் இரண்டு வகையான MOSFET புனையமைப்பு செயல்முறைகள் இருந்தன, அவை PMOS (p-வகை MOS) மற்றும் NMOS (n-வகை MOS) ஆகும். இரண்டு வகைகளும் அடல்லா மற்றும் காங் ஆகியோரால் முதலில் MOSFET ஐக் கண்டுபிடித்தபோது உருவாக்கப்பட்டன, பி. எம். ஓ. எஸ் மற்றும் என். எம். ஓ. எஸ் சாதனங்கள் இரண்டையும் 20 மைக்ரோமீட்டர் மற்றும் பின்னர் 1960 இல் 10 மைக்ரோமீட்டர் கேட் நீளத்துடன் உருவாக்கின. MOSFET ஆரம்பத்தில் இருமுனை டிரான்சிஸ்டர்களுக்கு ஆதரவாக பெல் ஆய்வகங்களால் புறக்கணிக்கப்பட்டு புறக்கணிக்கப்பட்டாலும், MOSFET கண்டுபிடிப்பு ஃபேர்சைல்ட் செமிகண்டக்டரில் குறிப்பிடத்தக்க ஆர்வத்தை உருவாக்கியது. அடல்லாவின் பணியின் அடிப்படையில், சிஹ்-டாங் ஷா 1960 ஆம் ஆண்டின் பிற்பகுதியில் தனது எம்ஓஎஸ்-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஃபீல்ட்-எஃபெக்ட் டெட்ரோட் மூலம் ஃபேர்சைல்டுக்கு எம்ஓஎஸ் தொழில்நுட்பத்தை அறிமுகப்படுத்தினார். PMOS மற்றும் NMOS செயல்முறைகளை இணைக்கும் ஒரு புதிய வகை MOSFET தர்க்கம் உருவாக்கப்பட்டது, இது நிரப்பு MOS (CMOS) என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது ஃபேர்சைல்டில் சிஹ்-டாங் ஷா மற்றும் ஃபிராங்க் வான்லாஸால் உருவாக்கப்பட்டது. 1963 பிப்ரவரியில், அவர்கள் கண்டுபிடிப்பை ஒரு ஆராய்ச்சிக் கட்டுரையில் வெளியிட்டனர். வான்லாஸ் தாக்கல் செய்த ஆராய்ச்சிக் கட்டுரை மற்றும் காப்புரிமை ஆகிய இரண்டிலும், வடிகால் தொடர்பு மற்றும் மூலத் தொடர்புக்கு இடையில் அமைந்துள்ள சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு அடுக்கை உற்பத்தி செய்ய சிலிக்கான் அடி மூலக்கூறின் வெப்ப ஆக்சிஜனேற்றத்தின் அடிப்படையில் CMOS சாதனங்களின் புனையமைப்பு கோடிட்டுக் காட்டப்பட்டது. CMOS 1960களின் பிற்பகுதியில் RCA ஆல் வணிகமயமாக்கப்பட்டது. ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளின் (ஐசி) வடிவமைப்பிற்காக ஆர்சிஏ சிஎம்ஓஎஸ்-ஐ ஏற்றுக்கொண்டது, 1965 ஆம் ஆண்டில் ஒரு விமானப்படை கணினிக்கான சிஎம்ஓஎஸ் சுற்றுகளை உருவாக்கியது, பின்னர் 1968 இல் 288-பிட் சிஎம்ஓஎஸ் எஸ்ஆர்ஏஎம் மெமரி சிப்பை உருவாக்கியது. ஆர். சி. ஏ 1968 ஆம் ஆண்டில் அதன் 4000-தொடர் ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளுக்கு சி. எம். ஓ. எஸ்ஸைப் பயன்படுத்தியது, அடுத்த பல ஆண்டுகளில் படிப்படியாக 10 மைக்ரோமீட்டர் செயல்முறைக்கு அளவிடுவதற்கு முன்பு 20 மைக்ரோமீட்டர் குறைக்கடத்தி உற்பத்தி செயல்முறையுடன் தொடங்கியது. CMOS தொழில்நுட்பம் ஆரம்பத்தில் அமெரிக்க குறைக்கடத்தி தொழில்துறையால் NMOS க்கு ஆதரவாக புறக்கணிக்கப்பட்டது, இது அந்த நேரத்தில் மிகவும் சக்திவாய்ந்ததாக இருந்தது. இருப்பினும், குறைந்த மின் நுகர்வு காரணமாக ஜப்பானிய குறைக்கடத்தி உற்பத்தியாளர்களால் CMOS விரைவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டு மேலும் மேம்படுத்தப்பட்டது, இது ஜப்பானிய குறைக்கடத்தி தொழிற்துறையின் எழுச்சிக்கு வழிவகுத்தது. தோஷிபா 1969 ஆம் ஆண்டில் சி 2 எம்ஓஎஸ் (கடிகார சிஎம்ஓஎஸ்) என்ற சர்க்யூட் தொழில்நுட்பத்தை உருவாக்கியது, இது குறைந்த மின் நுகர்வு மற்றும் சாதாரண சிஎம்ஓஎஸ் விட வேகமான இயக்க வேகம் கொண்டது. தோஷிபா அதன் சி 2 எம்ஓஎஸ் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி ஷார்பின் எல்சி மினி எல்இடி பாக்கெட் கால்குலேட்டருக்கான பெரிய அளவிலான ஒருங்கிணைப்பு (எல்எஸ்ஐ) சிப்பை உருவாக்கியது, இது 1971 இல் உருவாக்கப்பட்டது மற்றும் 1972 இல் வெளியிடப்பட்டது. சுவா சீகோஷா (இப்போது சீகோ எப்ஸன்) 1969 ஆம் ஆண்டில் சீகோ குவார்ட்ஸ் கடிகாரத்திற்காக ஒரு CMOS IC சிப்பை உருவாக்கத் தொடங்கினார், மேலும் 1971 ஆம் ஆண்டில் சீகோ அனலாக் குவார்ட்ஸ் 38SQW கடிகாரத்தை அறிமுகப்படுத்தியதன் மூலம் வெகுஜன உற்பத்தியைத் தொடங்கினார். முதல் பெருமளவில் தயாரிக்கப்பட்ட CMOS நுகர்வோர் மின்னணு தயாரிப்பு ஹாமில்டன் பல்சர் "மணிக்கட்டு கணினி" டிஜிட்டல் கடிகாரமாகும், இது 1970 இல் வெளியிடப்பட்டது. குறைந்த மின் நுகர்வு காரணமாக, CMOS தர்க்கம் 1970 களில் இருந்து கால்குலேட்டர்கள் மற்றும் கடிகாரங்களுக்கு பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. 1970 களின் முற்பகுதியில் ஆரம்பகால நுண்செயலிகள் பி. எம். ஓ. எஸ் செயலிகள் ஆகும், இது ஆரம்பத்தில் நுண்செயலி துறையில் ஆதிக்கம் செலுத்தியது. 1970களின் பிற்பகுதியில், என். எம். ஓ. எஸ் நுண்செயலிகள் பி. எம். ஓ. எஸ் செயலிகளை முந்திக்கொண்டன. CMOS நுண்செயலிகள் 1975 ஆம் ஆண்டில் இன்டர்சில் 6100 மற்றும் RCA CDP 1801 உடன் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டன. இருப்பினும், 1980கள் வரை CMOS செயலிகள் ஆதிக்கம் செலுத்தவில்லை. CMOS ஆரம்பத்தில் NMOS தர்க்கத்தை விட மெதுவாக இருந்தது, எனவே 1970 களில் கணினிகளுக்கு NMOS மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது. இன்டெல் 5101 (1கேபி எஸ்ஆர்ஏஎம்) சிஎம்ஓஎஸ் மெமரி சிப் (1974) 800என்எஸ் அணுகல் நேரத்தைக் கொண்டிருந்தது, அதே நேரத்தில் அந்த நேரத்தில் வேகமான என்எம்ஓஎஸ் சிப், இன்டெல் 2147 (4கேபி எஸ்ஆர்ஏஎம்) எச்எம்ஓஎஸ் மெமரி சிப் (1976), 55/70 என்எஸ் அணுகல் நேரத்தைக் கொண்டிருந்தது. 1978 ஆம் ஆண்டில், தோஷியாக்கி மசூஹாரா தலைமையிலான ஹிட்டாச்சி ஆராய்ச்சிக் குழு இரட்டை-கிணறு ஹை-சிஎம்ஓஎஸ் செயல்முறையை அறிமுகப்படுத்தியது, அதன் எச்எம் 6147 (4கேபி எஸ்ஆர்ஏஎம்) மெமரி சிப்புடன், 3 மைக்ரோமீட்டர் செயல்முறையுடன் தயாரிக்கப்பட்டது. ஹிட்டாச்சி எச்எம்6147 சிப் இன்டெல் 2147 எச்எம்ஓஎஸ் சிப்பின் செயல்திறனுடன் (55/70 என்எஸ் அணுகல்) பொருந்த முடிந்தது, அதே நேரத்தில் எச்எம்6147 2147 (110எம்ஏ) ஐ விட கணிசமாக குறைந்த சக்தியை (15எம்ஏ) பயன்படுத்தியது. ஒப்பிடக்கூடிய செயல்திறன் மற்றும் மிகக் குறைந்த மின் நுகர்வு ஆகியவற்றுடன், இரட்டை-கிணறு CMOS செயல்முறை இறுதியில் 1980 களில் கணினிகளுக்கான மிகவும் பொதுவான குறைக்கடத்தி உற்பத்தி செயல்முறையாக NMOS ஐ முந்தியது. 1980களில், CMOS நுண்செயலிகள் NMOS நுண்செயலிகளை முந்திக்கொண்டன. 1989 ஆம் ஆண்டில் வியாழனைச் சுற்றி அனுப்பப்பட்ட நாசாவின் கலிலியோ விண்கலம், குறைந்த மின் நுகர்வு காரணமாக ஆர். சி. ஏ 1802 சி. எம். ஓ. எஸ் நுண்செயலியைப் பயன்படுத்தியது. இன்டெல் 1983 ஆம் ஆண்டில் CMOS குறைக்கடத்தி சாதன புனையலுக்காக 1.5 மைக்ரோ மீட்டர் செயல்முறையை அறிமுகப்படுத்தியது. 1980 களின் நடுப்பகுதியில், ஐபிஎம் இன் பிஜான் தாவாரி உயர் செயல்திறன், குறைந்த மின்னழுத்தம், ஆழமான துணை மைக்ரான் சிஎம்ஓஎஸ் தொழில்நுட்பத்தை உருவாக்கினார், இது வேகமான கணினிகள் மற்றும் சிறிய கணினிகள் மற்றும் பேட்டரி மூலம் இயங்கும் கையடக்க மின்னணுவியல் ஆகியவற்றின் வளர்ச்சிக்கு உதவியது. 1988 ஆம் ஆண்டில், தாவாரி ஒரு ஐபிஎம் குழுவை வழிநடத்தினார், இது உயர் செயல்திறன் கொண்ட 250 நானோமீட்டர் சிஎம்ஓஎஸ் செயல்முறையை நிரூபித்தது. 1987 ஆம் ஆண்டில் புஜிட்சு 700nm CMOS செயல்முறையை வணிகமயமாக்கியது, பின்னர் ஹிட்டாச்சி, மிட்சுபிஷி எலக்ட்ரிக், NEC மற்றும் தோஷிபா 1989 ஆம் ஆண்டில் 500nm CMOS ஐ வணிகமயமாக்கியது. 1993 ஆம் ஆண்டில், சோனி 350nm CMOS செயல்முறையை வணிகமயமாக்கியது, அதே நேரத்தில் ஹிட்டாச்சி மற்றும் NEC 250nm CMOS ஐ வணிகமயமாக்கியது. ஹிட்டாச்சி 1995 இல் 160nm CMOS செயல்முறையை அறிமுகப்படுத்தியது, பின்னர் மிட்சுபிஷி 1996 இல் 150nm CMOS ஐ அறிமுகப்படுத்தியது, பின்னர் சாம்சங் எலக்ட்ரானிக்ஸ் 1999 இல் 140nm ஐ அறிமுகப்படுத்தியது. 2000 ஆம் ஆண்டில், மைக்ரோன் டெக்னாலஜியில் குர்டெஜ் சிங் சந்து மற்றும் ட்ரங் டி. டோன் ஆகியோர் அணு அடுக்கு படிவு உயர்-κ மின்கடத்தா படலங்களைக் கண்டுபிடித்தனர், இது செலவு குறைந்த 90 என்எம் சிஎம்ஓஎஸ் செயல்முறையின் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுத்தது. தோஷிபா மற்றும் சோனி 2002 ஆம் ஆண்டில் 65 என்எம் சிஎம்ஓஎஸ் செயல்முறையை உருவாக்கினர், பின்னர் டிஎஸ்எம்சி 2004 ஆம் ஆண்டில் 45 என்எம் சிஎம்ஓஎஸ் தர்க்கத்தின் வளர்ச்சியைத் தொடங்கியது. மைக்ரோன் டெக்னாலஜியில் குர்டெஜ் சிங் சந்துவின் சுருதி இரட்டை வடிவத்தின் வளர்ச்சி 2000 களில் 30nm வகுப்பு CMOS வளர்ச்சிக்கு வழிவகுத்தது. பெரும்பாலான நவீன எல்எஸ்ஐ மற்றும் விஎல்எஸ்ஐ சாதனங்களில் சிஎம்ஓஎஸ் பயன்படுத்தப்படுகிறது. 2010 ஆம் ஆண்டு நிலவரப்படி, ஒவ்வொரு ஆண்டும் ஒரு வாட்டிற்கு சிறந்த செயல்திறன் கொண்ட CPU கள் 1976 முதல் CMOS நிலையான தர்க்கமாக உள்ளன. 2019 ஆம் ஆண்டு நிலவரப்படி, பிளானர் CMOS தொழில்நுட்பம் இன்னும் குறைக்கடத்தி சாதன புனையலின் மிகவும் பொதுவான வடிவமாக உள்ளது, ஆனால் படிப்படியாக பிளானர் அல்லாத FinFET தொழில்நுட்பத்தால் மாற்றப்படுகிறது, இது 20nm க்கும் குறைவான குறைக்கடத்தி முனைகளை உற்பத்தி செய்யும் திறன் கொண்டது. தொழில்நுட்ப விவரங்கள் "CMOS" என்பது டிஜிட்டல் சர்க்யூட்ரி வடிவமைப்பின் ஒரு குறிப்பிட்ட பாணியையும், ஒருங்கிணைந்த சர்க்யூட்களில் (சில்லுகள்) அந்த சர்க்யூட்ரி செயல்படுத்த பயன்படுத்தப்படும் செயல்முறைகளின் குடும்பத்தையும் குறிக்கிறது. மின்தடை சுமைகளைக் கொண்ட தர்க்கக் குடும்பங்களை விட CMOS சுற்றுகள் குறைவான சக்தியை சிதறடிக்கின்றன. இந்த நன்மை அதிகரித்து மேலும் முக்கியத்துவம் பெற்றிருப்பதால், சிஎம்ஓஎஸ் செயல்முறைகள் மற்றும் மாறுபாடுகள் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன, இதனால் நவீன ஒருங்கிணைந்த சுற்று உற்பத்தியில் பெரும்பகுதி சிஎம்ஓஎஸ் செயல்முறைகளில் உள்ளது. CMOS தர்க்கம் NMOS தர்க்கத்தின் சக்தியில் ஏழில் ஒரு பங்கையும், இருமுனை டிரான்சிஸ்டர்-டிரான்சிஸ்டர் தர்க்கத்தின் (TTL) சக்தியில் 0.00001% ஐயும் பயன்படுத்துகிறது. CMOS சுற்றுகள் தர்க்க வாயில்கள் மற்றும் பிற டிஜிட்டல் சுற்றுகளை செயல்படுத்த p-வகை மற்றும் n-வகை உலோக-ஆக்சைடு-குறைக்கடத்தி புலம்-விளைவு டிரான்சிஸ்டர்களின் (MOSFET கள்) கலவையைப் பயன்படுத்துகின்றன. சி. எம். ஓ. எஸ் தர்க்கத்தை தனித்துவமான சாதனங்களுடன் செயல்விளக்கங்களுக்கு செயல்படுத்த முடியும் என்றாலும், வணிக ரீதியான சி. எம். ஓ. எஸ் தயாரிப்புகள் 10 முதல் 400 மிமீ2 வரையிலான செவ்வக சிலிக்கானில் இரண்டு வகையான பில்லியன் கணக்கான டிரான்சிஸ்டர்களைக் கொண்ட ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள் ஆகும். CMOS எப்போதும் அனைத்து மேம்பாட்டு-முறை MOSFET களையும் பயன்படுத்துகிறது (வேறுவிதமாகக் கூறினால், பூஜ்ஜிய கேட்-டு-சோர்ஸ் மின்னழுத்தம் டிரான்சிஸ்டரை அணைக்கிறது). தலைகீழ் சிஎம்ஓஎஸ் சுற்றுகள் அனைத்து பி-வகை உலோக-ஆக்சைடு-குறைக்கடத்தி (பிஎம்ஓஎஸ்) டிரான்சிஸ்டர்களும் மின்னழுத்த மூலத்திலிருந்து அல்லது மற்றொரு பிஎம்ஓஎஸ் டிரான்சிஸ்டரிலிருந்து உள்ளீட்டைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். இதேபோல், அனைத்து என். எம். ஓ. எஸ் டிரான்சிஸ்டர்களும் தரையில் இருந்து அல்லது மற்றொரு என். எம். ஓ. எஸ் டிரான்சிஸ்டரிலிருந்து உள்ளீட்டைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். ஒரு பிஎம்ஓஎஸ் டிரான்சிஸ்டரின் கலவை குறைந்த கேட் மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்தும்போது அதன் மூலத்திற்கும் வடிகால் தொடர்புகளுக்கும் இடையில் குறைந்த எதிர்ப்பையும், அதிக கேட் மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்தும்போது அதிக எதிர்ப்பையும் உருவாக்குகிறது. மறுபுறம், ஒரு என். எம். ஓ. எஸ் டிரான்சிஸ்டரின் கலவை குறைந்த கேட் மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்தும்போது மூலத்திற்கும் வடிகாலுக்கும் இடையில் அதிக எதிர்ப்பையும், அதிக கேட் மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்தும்போது குறைந்த எதிர்ப்பையும் உருவாக்குகிறது. CMOS ஒவ்வொரு nMOSFET ஐ ஒரு pMOSFET உடன் பூர்த்தி செய்வதன் மூலமும், இரண்டு வாயில்களையும் இரண்டு வடிகால்களையும் ஒன்றாக இணைப்பதன் மூலமும் மின்னோட்டக் குறைப்பை நிறைவேற்றுகிறது. வாயில்களில் ஒரு உயர் மின்னழுத்தம் nMOSFET ஐ நடத்துவதற்கும், pMOSFET ஐ நடத்தாததற்கும் காரணமாக இருக்கும், அதே நேரத்தில் வாயில்களில் குறைந்த மின்னழுத்தம் தலைகீழாக இருக்கும். இந்த ஏற்பாடு மின் நுகர்வு மற்றும் வெப்ப உற்பத்தியை பெரிதும் குறைக்கிறது. இருப்பினும், மாறும் நேரத்தில், pMOS மற்றும் nMOS MOSFET கள் இரண்டும் ஒரு நிலையில் இருந்து மற்றொரு நிலைக்கு கேட் மின்னழுத்த மாற்றங்களாக சுருக்கமாக நடத்தப்படுகின்றன. இது மின் நுகர்வில் ஒரு சுருக்கமான அதிகரிப்பைத் தூண்டுகிறது மற்றும் அதிக அதிர்வெண்களில் ஒரு தீவிரமான பிரச்சினையாக மாறுகிறது. ஒரு உள்ளீடு ஒரு பிஎம்ஓஎஸ் டிரான்சிஸ்டர் (வரைபடத்தின் மேல்) மற்றும் ஒரு என்எம்ஓஎஸ் டிரான்சிஸ்டர் (வரைபடத்தின் கீழ்) ஆகிய இரண்டுடனும் இணைக்கப்படும்போது என்ன நடக்கிறது என்பதை அருகிலுள்ள படம் காட்டுகிறது. விடிடி என்பது ஒரு மின் விநியோகத்துடன் இணைக்கப்பட்ட சில நேர்மறை மின்னழுத்தம் மற்றும் விஎஸ்எஸ் தரையில் உள்ளது. A என்பது உள்ளீடு மற்றும் Q என்பது வெளியீடு. A இன் மின்னழுத்தம் குறைவாக இருக்கும்போது (அதாவது. Vss) க்கு அருகில், NMOS டிரான்சிஸ்டரின் சேனல் அதிக எதிர்ப்பு நிலையில் உள்ளது, இது Q இலிருந்து Vss ஐ துண்டிக்கிறது. பிஎம்ஓஎஸ் டிரான்சிஸ்டரின் சேனல் குறைந்த எதிர்ப்பு நிலையில் உள்ளது, இது விடிடி-ஐ கியூ. கியூ உடன் இணைக்கிறது, எனவே, விடிடி-ஐ பதிவு செய்கிறது. மறுபுறம், A இன் மின்னழுத்தம் அதிகமாக இருக்கும்போது (அதாவது. வி. டி. டி) க்கு அருகில், பி. எம். ஓ. எஸ் டிரான்சிஸ்டர் அதிக எதிர்ப்பு நிலையில் உள்ளது, இது வி. டி. டியை கியூவிலிருந்து துண்டிக்கிறது. NMOS டிரான்சிஸ்டர் குறைந்த எதிர்ப்பு நிலையில் உள்ளது, இது Vss ஐ Q உடன் இணைக்கிறது. இப்போது, Q என்பது Vss ஐ பதிவு செய்கிறது. சுருக்கமாக, பிஎம்ஓஎஸ் மற்றும் என்எம்ஓஎஸ் டிரான்சிஸ்டர்களின் வெளியீடுகள் நிரப்பு, அதாவது உள்ளீடு குறைவாக இருக்கும்போது, வெளியீடு அதிகமாக இருக்கும், உள்ளீடு அதிகமாக இருக்கும்போது, வெளியீடு குறைவாக இருக்கும். உள்ளீடு எதுவாக இருந்தாலும், வெளியீடு ஒருபோதும் மிதக்க விடப்படுவதில்லை (கம்பி கொள்ளளவு மற்றும் மின் வடிகால்/தரை இல்லாததால் கட்டணம் ஒருபோதும் சேமிக்கப்படுவதில்லை). உள்ளீடு மற்றும் வெளியீட்டின் இந்த நடத்தை காரணமாக, CMOS சுற்றுவட்டத்தின் வெளியீடு உள்ளீட்டின் தலைகீழ் ஆகும். டிரான்சிஸ்டர்களின் எதிர்ப்புகள் ஒருபோதும் பூஜ்ஜியத்திற்கு அல்லது முடிவிலிக்கு சரியாக சமமாக இருக்காது, எனவே Q ஒருபோதும் Vss அல்லது Vdd க்கு சமமாக இருக்காது, ஆனால் Q எப்போதும் Vdd க்கு A ஐ விட Vss க்கு நெருக்கமாக இருக்கும் (அல்லது A Vss க்கு நெருக்கமாக இருந்தால் நேர்மாறாக). இந்த பெருக்கம் இல்லாமல், தொடரில் ஒன்றாக சங்கிலியால் பிணைக்கப்படக்கூடிய லாஜிக் வாயில்களின் எண்ணிக்கையில் மிகக் குறைந்த வரம்பு இருக்கும், மேலும் பில்லியன் கணக்கான டிரான்சிஸ்டர்களுடன் CMOS லாஜிக் சாத்தியமற்றது. மின் வழங்கல் ஊசிகள் CMOS க்கான மின் வழங்கல் ஊசிகள் உற்பத்தியாளரைப் பொறுத்து VDD மற்றும் VSS அல்லது VCC மற்றும் கிரவுண்ட் (GND) என்று அழைக்கப்படுகின்றன. விடிடி மற்றும் விஎஸ்எஸ் ஆகியவை வழக்கமான எம்ஓஎஸ் சுற்றுகளிலிருந்து எடுத்துச் செல்லப்படுகின்றன, மேலும் அவை வடிகால் மற்றும் மூலப் பொருட்களைக் குறிக்கின்றன. இவை CMOS க்கு நேரடியாக பொருந்தாது, ஏனெனில் இரண்டு பொருட்களும் உண்மையில் மூல பொருட்கள். வி. சி. சி மற்றும் கிரவுண்ட் ஆகியவை டி. டி. எல் தர்க்கத்திலிருந்து எடுத்துச் செல்லப்படுகின்றன, மேலும் CMOS இன் 54C/74C வரிசை அறிமுகப்படுத்தப்பட்டதன் மூலம் பெயரிடல் தக்கவைக்கப்பட்டுள்ளது. இரட்டைத்தன்மை சிஎம்ஓஎஸ் சுற்றுவட்டத்தின் ஒரு முக்கியமான பண்பு அதன் பிஎம்ஓஎஸ் டிரான்சிஸ்டர்களுக்கும் என்எம்ஓஎஸ் டிரான்சிஸ்டர்களுக்கும் இடையில் இருக்கும் இரட்டைத்தன்மை ஆகும். ஒரு CMOS சுற்று எப்போதும் வெளியீட்டிலிருந்து மின் ஆதாரம் அல்லது தரைக்கு ஒரு பாதையை அனுமதிக்க உருவாக்கப்படுகிறது. இதை நிறைவேற்ற, மின்னழுத்த மூலத்திற்கான அனைத்து பாதைகளின் தொகுப்பும் தரையில் உள்ள அனைத்து பாதைகளின் தொகுப்பின் நிரப்பாக இருக்க வேண்டும். ஒன்றை மற்றொன்றின் இல்லை என்ற அடிப்படையில் வரையறுப்பதன் மூலம் இதை எளிதாக சாதிக்க முடியும். டி மோர்கனின் விதிகள் அடிப்படையிலான தர்க்கத்தின் காரணமாக, இணையாக உள்ள பிஎம்ஓஎஸ் டிரான்சிஸ்டர்கள் தொடரில் தொடர்புடைய என்எம்ஓஎஸ் டிரான்சிஸ்டர்களைக் கொண்டுள்ளன, அதே நேரத்தில் தொடரில் உள்ள பிஎம்ஓஎஸ் டிரான்சிஸ்டர்கள் இணையாக தொடர்புடைய என்எம்ஓஎஸ் டிரான்சிஸ்டர்களைக் கொண்டுள்ளன. லாஜிக் AND மற்றும் OR வாயில்களை உள்ளடக்கியது போன்ற மிகவும் சிக்கலான லாஜிக் செயல்பாடுகளுக்கு லாஜிக்கைக் குறிக்க வாயில்களுக்கு இடையிலான பாதைகளை கையாள வேண்டும். ஒரு பாதை தொடரில் இரண்டு டிரான்சிஸ்டர்களைக் கொண்டிருக்கும்போது, இரண்டு டிரான்சிஸ்டர்களும் தொடர்புடைய விநியோக மின்னழுத்தத்திற்கு குறைந்த எதிர்ப்பைக் கொண்டிருக்க வேண்டும், இது ஒரு AND ஐ மாதிரியாக்குகிறது. ஒரு பாதை இணையாக இரண்டு டிரான்சிஸ்டர்களைக் கொண்டிருக்கும்போது, ஒன்று அல்லது இரண்டு டிரான்சிஸ்டர்களும் விநியோக மின்னழுத்தத்தை வெளியீட்டுடன் இணைக்க குறைந்த எதிர்ப்பைக் கொண்டிருக்க வேண்டும், ஒரு OR ஐ மாதிரியாக்குகிறது. வலதுபுறத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது CMOS தர்க்கத்தில் ஒரு NAND வாயிலின் சுற்று வரைபடம். ஏ மற்றும் பி உள்ளீடுகள் இரண்டும் அதிகமாக இருந்தால், இரண்டு என். எம். ஓ. எஸ் டிரான்சிஸ்டர்களும் (வரைபடத்தின் கீழ் பாதி) கடத்தும், பி. எம். ஓ. எஸ் டிரான்சிஸ்டர்கள் (மேல் பாதி) எதுவும் கடத்தும், வெளியீடு மற்றும் வி. எஸ். எஸ் (தரை) இடையே ஒரு கடத்தும் பாதை நிறுவப்படும், இது வெளியீட்டைக் குறைக்கும். ஏ மற்றும் பி உள்ளீடுகள் இரண்டும் குறைவாக இருந்தால், என். எம். ஓ. எஸ் டிரான்சிஸ்டர்கள் எதுவும் இயங்காது, அதே நேரத்தில் பி. எம். ஓ. எஸ் டிரான்சிஸ்டர்கள் இரண்டும் கடத்தும், வெளியீடு மற்றும் வி. டி. டி (மின்னழுத்த ஆதாரம்) இடையே ஒரு கடத்தும் பாதையை அமைத்து, வெளியீட்டை அதிகமாகக் கொண்டுவருகின்றன. ஏ அல்லது பி உள்ளீடுகளில் ஒன்று குறைவாக இருந்தால், என். எம். ஓ. எஸ் டிரான்சிஸ்டர்களில் ஒன்று கடத்தாது, பி. எம். ஓ. எஸ் டிரான்சிஸ்டர்களில் ஒன்று செய்யும், மேலும் வெளியீட்டிற்கும் வி. டி. டி (மின்னழுத்த மூல) க்கும் இடையில் ஒரு கடத்தும் பாதை நிறுவப்படும், இது வெளியீட்டை அதிகமாகக் கொண்டுவரும். இரண்டு உள்ளீடுகளின் ஒரே உள்ளமைவு குறைந்த வெளியீட்டை விளைவிப்பதால், இரண்டும் அதிகமாக இருக்கும்போது, இந்த சுற்று ஒரு NAND (NOT AND) லாஜிக் கேட்டை செயல்படுத்துகிறது. என்எம்ஓஎஸ் தர்க்கத்தை விட சிஎம்ஓஎஸ்-இன் ஒரு நன்மை என்னவென்றால், என்எம்ஓஎஸ் தர்க்கத்தில் உள்ள சுமை மின்தடையங்களைப் போலல்லாமல், (பிஎம்ஓஎஸ்) புல்-அப் டிரான்சிஸ்டர்கள் இயக்கப்படும்போது குறைந்த எதிர்ப்பைக் கொண்டிருப்பதால், குறைந்த முதல் உயர் மற்றும் உயர் முதல் குறைந்த வெளியீட்டு மாற்றங்கள் இரண்டும் வேகமாக இருக்கும். கூடுதலாக, வெளியீட்டு சமிக்ஞை குறைந்த மற்றும் உயர் தண்டவாளங்களுக்கு இடையில் முழு மின்னழுத்தத்தையும் மாற்றுகிறது. இந்த வலுவான, கிட்டத்தட்ட சமச்சீர் பதில் CMOS ஐ சத்தத்திற்கு அதிக எதிர்ப்பை ஏற்படுத்துகிறது. CMOS சுற்றுவட்டத்தில் தாமதத்தைக் கணக்கிடும் முறைக்கான தர்க்கரீதியான முயற்சியைப் பார்க்கவும். எடுத்துக்காட்டுஃ இயற்பியல் அமைப்பில் NAND கேட் இந்த எடுத்துக்காட்டு ஒரு NAND லாஜிக் சாதனத்தை இயற்பியல் பிரதிநிதித்துவமாக வரையப்பட்டிருப்பதைக் காட்டுகிறது. இயற்பியல் அமைவு முன்னோக்கு என்பது அடுக்குகளின் அடுக்கின் "பறவையின் கண் பார்வை" ஆகும். சுற்று ஒரு பி-வகை அடி மூலக்கூறில் கட்டப்பட்டுள்ளது. பாலிசிலிகான், பரவல் மற்றும் என்-வெல் ஆகியவை "அடிப்படை அடுக்குகள்" என்று குறிப்பிடப்படுகின்றன, மேலும் அவை உண்மையில் பி-வகை அடி மூலக்கூறின் அகழிகளில் செருகப்படுகின்றன. (கீழே உள்ள செயல்முறை வரைபடத்தில் 1 முதல் 6 படிகளைப் பார்க்கவும்) தொடர்புகள் அடிப்படை அடுக்குகளுக்கும் உலோகத்தின் முதல் அடுக்குக்கும் (உலோகம் 1) இடையில் ஒரு காப்பு அடுக்கை ஊடுருவி இணைப்பை உருவாக்குகின்றன. NAND க்கான உள்ளீடுகள் (பச்சை நிறத்தில் விளக்கப்பட்டுள்ளன) பாலிசிலிகானில் உள்ளன. டிரான்சிஸ்டர்கள் (சாதனங்கள்) பாலிசிலிகான் மற்றும் பரவலின் குறுக்குவெட்டு மூலம் உருவாகின்றன; N சாதனத்திற்கான N பரவல் & P சாதனத்திற்கான P பரவல் (முறையே சால்மன் மற்றும் மஞ்சள் நிறத்தில் விளக்கப்பட்டுள்ளது). வெளியீடு ("அவுட்") உலோகத்தில் ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டுள்ளது (சியான் நிறத்தில் விளக்கப்பட்டுள்ளது). உலோகத்திற்கும் பாலிசிலிகானுக்கும் இடையிலான இணைப்புகள் அல்லது பரவல் தொடர்புகள் மூலம் செய்யப்படுகின்றன (கருப்பு சதுரங்களாக விளக்கப்பட்டுள்ளது). இயற்பியல் தளவமைப்பு எடுத்துக்காட்டு முந்தைய எடுத்துக்காட்டில் கொடுக்கப்பட்ட NAND லாஜிக் சர்க்யூட்டுடன் பொருந்துகிறது. N சாதனம் ஒரு P-வகை அடி மூலக்கூறில் தயாரிக்கப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் P சாதனம் ஒரு N-வகை கிணற்றில் (n-கிணறு) தயாரிக்கப்படுகிறது. ஒரு பி-வகை அடி மூலக்கூறு "குழாய்" விஎஸ்எஸ் உடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது மற்றும் ஒரு என்-வகை என்-கிணறு குழாய் இணைக்கப்படுவதைத் தடுக்க வி. டி. டி உடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. பவர்ஃ மாறுதல் மற்றும் கசிவு CMOS லாஜிக் NMOS லாஜிக் சர்க்யூட்களை விட குறைவான சக்தியை சிதறடிக்கிறது, ஏனெனில் CMOS மாறும் போது மட்டுமே சக்தியை சிதறடிக்கிறது ("டைனமிக் பவர்"). நவீன 90 நானோமீட்டர் செயல்பாட்டில் ஒரு வழக்கமான ASIC இல், வெளியீட்டை மாற்றுவதற்கு 120 பைக்கோ விநாடிகள் ஆகலாம், மேலும் இது ஒவ்வொரு பத்து நானோ விநாடிகளுக்கும் ஒரு முறை நிகழ்கிறது. டிரான்சிஸ்டர் இயக்கத்தில் இருக்கும்போதெல்லாம் என்எம்ஓஎஸ் லாஜிக் சக்தியைப் பிரிக்கிறது, ஏனெனில் சுமை மின்தடை மற்றும் என்-வகை நெட்வொர்க் வழியாக விடிடி முதல் விஎஸ்எஸ் வரை மின்னோட்ட பாதை உள்ளது. நிலையான CMOS வாயில்கள் மிகவும் சக்திவாய்ந்தவை, ஏனெனில் அவை செயலற்றிருக்கும் போது கிட்டத்தட்ட பூஜ்ஜிய சக்தியை சிதறடிக்கின்றன. முன்னதாக, சில்லுகளை வடிவமைக்கும் போது CMOS சாதனங்களின் மின் நுகர்வு முக்கிய கவலையாக இருக்கவில்லை. வேகம் மற்றும் பரப்பளவு போன்ற காரணிகள் வடிவமைப்பு அளவுருக்களில் ஆதிக்கம் செலுத்தின. சிஎம்ஓஎஸ் தொழில்நுட்பம் துணை-மைக்ரான் நிலைகளுக்கு கீழே நகர்ந்ததால், சிப்பின் ஒரு யூனிட் பகுதிக்கு மின் நுகர்வு மிகப்பெரிய அளவில் உயர்ந்துள்ளது. பரவலாக வகைப்படுத்துகையில், சிஎம்ஓஎஸ் சுற்றுகளில் சக்தி சிதறல் நிலையான மற்றும் மாறும் இரண்டு கூறுகளின் காரணமாக ஏற்படுகிறதுஃ நிலையான சிதறல் என்எம்ஓஎஸ் மற்றும் பிஎம்ஓஎஸ் டிரான்சிஸ்டர்கள் இரண்டும் கேட்-சோர்ஸ் வாசல் மின்னழுத்தத்தை (விஎத்) கொண்டுள்ளன, அதற்குக் கீழே சாதனத்தின் வழியாக மின்னோட்டம் (துணை வாசல் மின்னோட்டம் என்று அழைக்கப்படுகிறது) அதிவேகமாக குறைகிறது. வரலாற்று ரீதியாக, CMOS வடிவமைப்புகள் அவற்றின் வாசல் மின்னழுத்தங்களை விட மிகப் பெரிய விநியோக மின்னழுத்தங்களில் இயங்கின (Vdd 5 V ஆகவும், NMOS மற்றும் PMOS இரண்டிற்கும் Vth 700 mV ஆகவும் இருந்திருக்கலாம்). சில சிஎம்ஓஎஸ் சுற்றுகளில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு சிறப்பு வகை டிரான்சிஸ்டர், பூஜ்ஜிய வாசல் மின்னழுத்தத்திற்கு அருகில் உள்ள சொந்த டிரான்சிஸ்டர் ஆகும். SiO2 ஒரு நல்ல இன்சுலேட்டர், ஆனால் மிகச் சிறிய தடிமன் மட்டங்களில் எலக்ட்ரான்கள் மிகவும் மெல்லிய காப்பு வழியாக சுரங்கப்பாதை அமைக்க முடியும்; ஆக்சைடு தடிமனுடன் நிகழ்தகவு அதிவேகமாக குறைகிறது. 20 Å அல்லது மெல்லிய கேட் ஆக்சைடுகளைக் கொண்ட 130 என்எம் தொழில்நுட்பத்திற்குக் குறைவான டிரான்சிஸ்டர்களுக்கு சுரங்கப்பாதை மின்னோட்டம் மிகவும் முக்கியமானது. சிறிய தலைகீழ் கசிவு நீரோட்டங்கள் பரவுதல் பகுதிகள் மற்றும் கிணறுகளுக்கு இடையில் தலைகீழ் சார்பு உருவாக்கம் காரணமாக உருவாகின்றன (எ. கா., பி-வகை பரவல் எதிராக என்-கிணறு), கிணறுகள் மற்றும் அடி மூலக்கூறு (எ. கா., என்-கிணறு எதிராக பி-அடி மூலக்கூறு). நவீன செயல்முறையில் டையோடு கசிவு துணை வாசல் மற்றும் சுரங்கப்பாதை நீரோட்டங்களுடன் ஒப்பிடும்போது மிகவும் சிறியது, எனவே இவை மின் கணக்கீடுகளின் போது புறக்கணிக்கப்படலாம். விகிதங்கள் பொருந்தவில்லை என்றால், பி. எம். ஓ. எஸ் மற்றும் என். எம். ஓ. எஸ் ஆகியவற்றின் வெவ்வேறு நீரோட்டங்கள் இருக்கலாம்; இது சமநிலையின்மைக்கு வழிவகுக்கும், இதனால் முறையற்ற மின்னோட்டம் சி. எம். ஓ. எஸ் வெப்பமடைந்து தேவையில்லாமல் சக்தியை சிதறடிக்க காரணமாகிறது. மேலும், சமீபத்திய ஆய்வுகள், சாதனங்கள் மெதுவாக மாறுவதற்கான பரிமாற்றமாக வயதான விளைவுகள் காரணமாக கசிவு சக்தி குறைகிறது என்பதைக் காட்டுகின்றன. வடிவமைப்புகளை விரைவுபடுத்துவதற்காக, உற்பத்தியாளர்கள் குறைந்த மின்னழுத்த வரம்புகளைக் கொண்ட கட்டுமானங்களுக்கு மாறிவிட்டனர், ஆனால் இதன் காரணமாக 200 mV இன் Vth கொண்ட ஒரு நவீன NMOS டிரான்சிஸ்டர் குறிப்பிடத்தக்க சப்-த்ரெஷோல்ட் கசிவு மின்னோட்டத்தைக் கொண்டுள்ளது. வடிவமைப்புகள் (எ. கா. டெஸ்க்டாப் செயலிகள்) இதில் சுறுசுறுப்பாக மாறாத ஏராளமான சுற்றுகள் உள்ளன, இந்த கசிவு மின்னோட்டத்தின் காரணமாக இன்னும் சக்தியை பயன்படுத்துகின்றன. கசிவு சக்தி என்பது அத்தகைய வடிவமைப்புகளால் நுகரப்படும் மொத்த சக்தியின் குறிப்பிடத்தக்க பகுதியாகும். மல்டி-த்ரெஷோல்ட் CMOS (MTCMOS), இப்போது ஃபவுண்டரிகளிலிருந்து கிடைக்கிறது, கசிவு சக்தியை நிர்வகிப்பதற்கான ஒரு அணுகுமுறையாகும். எம். டி. சி. எம். ஓ. எஸ் உடன், மாறுதல் வேகம் முக்கியமானதாக இல்லாதபோது உயர் Vth டிரான்சிஸ்டர்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அதே நேரத்தில் குறைந்த Vth டிரான்சிஸ்டர்கள் வேக உணர்திறன் பாதைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மேலும் மெல்லிய கேட் டைஎலக்ட்ரிக்குகளைப் பயன்படுத்தும் தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்கள் கூடுதல் கசிவு கூறுகளைக் கொண்டுள்ளன, ஏனெனில் மிகவும் மெல்லிய கேட் டைஎலக்ட்ரிக் வழியாக மின்னோட்ட சுரங்கப்பாதை அமைக்கப்படுகிறது. வழக்கமான கேட் மின்கடத்தா சிலிக்கான் டை ஆக்சைடுக்கு பதிலாக உயர்-κ மின்கடத்தாக்களைப் பயன்படுத்துவது ஒத்த சாதன செயல்திறனை அனுமதிக்கிறது, ஆனால் தடிமனான கேட் இன்சுலேட்டருடன், இதனால் இந்த மின்னோட்டத்தைத் தவிர்க்கிறது. புதிய பொருள் மற்றும் கணினி வடிவமைப்புகளைப் பயன்படுத்தி கசிவு சக்தியைக் குறைப்பது CMOS இன் அளவீட்டைத் தக்கவைக்க முக்கியமானது. டைனமிக் டிஸ்பிப்பேஷன் சுமை மின்தேக்கிகளின் சார்ஜ் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் சிஎம்ஓஎஸ் சுற்றுகள் மாறும் போதெல்லாம் பல்வேறு சுமை மின்தேக்கிகளை (பெரும்பாலும் கேட் மற்றும் கம்பி மின்தேக்கி, ஆனால் வடிகால் மற்றும் சில மூல மின்தேக்கிகள்) சார்ஜ் செய்வதன் மூலம் சக்தியை சிதறடிக்கின்றன. CMOS தர்க்கத்தின் ஒரு முழுமையான சுழற்சியில், மின்னோட்டம் VDD இலிருந்து சுமை கொள்ளளவுக்கு சார்ஜ் செய்ய பாய்கிறது, பின்னர் வெளியேற்றத்தின் போது சார்ஜ் செய்யப்பட்ட சுமை கொள்ளளவிலிருந்து (CL) தரையில் பாய்கிறது. எனவே, ஒரு முழுமையான சார்ஜ்/டிஸ்சார்ஜ் சுழற்சியில், மொத்தம் Q = CLVDD இவ்வாறு VDD இலிருந்து தரைக்கு மாற்றப்படுகிறது. மின்னோட்டத்தைப் பயன்படுத்துவதற்கு சுமை மின்தேக்கிகளில் மாறுதல் அதிர்வெண்ணால் பெருக்கவும், மேலும் ஒரு CMOS சாதனத்தால் சிதறடிக்கப்படும் பண்பு மாறுதல் சக்தியைப் பெற மீண்டும் சராசரி மின்னழுத்தத்தால் பெருக்கவும்ஃ பெரும்பாலான வாயில்கள் ஒவ்வொரு கடிகார சுழற்சியிலும் செயல்படுவதில்லை/மாறுவதில்லை என்பதால், அவை பெரும்பாலும் செயல்பாட்டு காரணி என்று அழைக்கப்படும் ஒரு காரணியுடன் வருகின்றன. இப்போது, டைனமிக் சக்தி சிதறல் என மீண்டும் எழுதப்படலாம். ஒரு அமைப்பில் ஒரு கடிகாரம் ஒரு செயல்பாட்டு காரணி α = 1 ஐக் கொண்டுள்ளது, ஏனெனில் அது ஒவ்வொரு சுழற்சியிலும் உயர்ந்து விழுகிறது. பெரும்பாலான தரவுகள் 0.01 செயல்பாட்டுக் காரணியைக் கொண்டுள்ளன. ஒரு முனையில் அதன் செயல்பாட்டுக் காரணியுடன் சரியான சுமை கொள்ளளவு மதிப்பிடப்பட்டால், அந்த முனையில் உள்ள மாறும் சக்தி சிதறலை திறம்பட கணக்கிட முடியும். குறுகிய சுற்று சக்தி pMOS மற்றும் nMOS இரண்டிற்கும் ஒரு வரையறுக்கப்பட்ட உயர்வு/வீழ்ச்சி நேரம் இருப்பதால், மாற்றத்தின் போது, எடுத்துக்காட்டாக, ஆஃப் முதல் ஆன் வரை, இரண்டு டிரான்சிஸ்டர்களும் ஒரு சிறிய காலத்திற்கு இயக்கத்தில் இருக்கும், இதில் மின்னோட்டம் நேரடியாக VDD இலிருந்து தரையில் ஒரு பாதையைக் கண்டுபிடிக்கும், எனவே ஒரு குறுகிய சுற்று மின்னோட்டத்தை உருவாக்குகிறது, இது சில நேரங்களில் க்ரோபர் மின்னோட்டம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. டிரான்சிஸ்டர்களின் எழுச்சி மற்றும் வீழ்ச்சி நேரத்துடன் ஷார்ட் சர்க்யூட் சக்தி சிதறல் அதிகரிக்கிறது. 1990 களில் இந்த வகையான மின் நுகர்வு குறிப்பிடத்தக்கதாக மாறியது, ஏனெனில் சிப்பில் உள்ள கம்பிகள் குறுகியது மற்றும் நீண்ட கம்பிகள் அதிக எதிர்ப்பு சக்தியாக மாறியது. அந்த எதிர்ப்பு கம்பிகளின் முடிவில் உள்ள CMOS வாயில்கள் மெதுவான உள்ளீட்டு மாற்றங்களைக் காண்கின்றன. பலவீனமாக இயக்கப்படும் நீண்ட ஒல்லியான கம்பிகளைத் தவிர்க்கும் கவனமான வடிவமைப்பு இந்த விளைவைக் குறைக்கிறது, ஆனால் காகத்தின் சக்தி டைனமிக் CMOS சக்தியின் கணிசமான பகுதியாக இருக்கலாம். உள்ளீட்டு பாதுகாப்பு CMOS கட்டமைப்பில் உள்ளார்ந்த ஒட்டுண்ணி டிரான்சிஸ்டர்கள் சாதாரண இயக்க வரம்பிற்கு வெளியே உள்ளீட்டு சமிக்ஞைகள் மூலம் இயக்கப்படலாம், எ. கா. நிலைமின்னியல் வெளியேற்றங்கள் அல்லது கோடு பிரதிபலிப்புகள். இதன் விளைவாக ஏற்படும் லேட்ச்-அப் CMOS சாதனத்தை சேதப்படுத்தலாம் அல்லது அழிக்கலாம். இந்த சமிக்ஞைகளைச் சமாளிக்க சிஎம்ஓஎஸ் சுற்றுகளில் கிளாம்ப் டையோட்கள் சேர்க்கப்பட்டுள்ளன. உற்பத்தியாளர்களின் தரவுத் தாள்கள் டையோட்கள் வழியாக பாயக்கூடிய அதிகபட்ச அனுமதிக்கப்பட்ட மின்னோட்டத்தைக் குறிப்பிடுகின்றன. அனலாக் CMOS டிஜிட்டல் பயன்பாடுகளைத் தவிர, CMOS தொழில்நுட்பம் அனலாக் பயன்பாடுகளிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, சந்தையில் CMOS செயல்பாட்டு பெருக்கி IC கள் கிடைக்கின்றன. பரிமாற்ற வாயில்கள் சிக்னல் ரிலேக்களுக்கு பதிலாக அனலாக் மல்டிபிளெக்சர்களாகப் பயன்படுத்தப்படலாம். சிஎம்ஓஎஸ் தொழில்நுட்பம் ஆர்எஃப் சுற்றுகளுக்கு மைக்ரோவேவ் அதிர்வெண்கள் வரை, கலப்பு-சிக்னல் (அனலாக் + டிஜிட்டல்) பயன்பாடுகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஆர்எஃப் சிஎம்ஓஎஸ் என்பது கலப்பு-சிக்னல் சிஎம்ஓஎஸ் ஒருங்கிணைந்த சுற்று தொழில்நுட்பத்தை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஆர்எஃப் சுற்றுகளை (ரேடியோ அதிர்வெண் சுற்றுகள்) குறிக்கிறது. அவை வயர்லெஸ் தொலைத்தொடர்பு தொழில்நுட்பத்தில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஆர்எஃப் சிஎம்ஓஎஸ் 1980 களின் பிற்பகுதியில் யுசிஎல்ஏவில் பணிபுரிந்தபோது ஆசாத் அபிடியால் உருவாக்கப்பட்டது. இது ஆர்எஃப் சுற்றுகள் வடிவமைக்கப்பட்ட விதத்தை மாற்றியது, இது ரேடியோ டிரான்ஸ்சிவர்களில் தனித்துவமான இருமுனை டிரான்சிஸ்டர்களை சிஎம்ஓஎஸ் ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளுடன் மாற்றுவதற்கு வழிவகுத்தது. இது அதிநவீன, குறைந்த விலை மற்றும் சிறிய இறுதி பயனர் முனையங்களை இயக்கியது, மேலும் பரந்த அளவிலான வயர்லெஸ் தகவல்தொடர்பு அமைப்புகளுக்கான சிறிய, குறைந்த விலை, குறைந்த சக்தி மற்றும் சிறிய அலகுகளுக்கு வழிவகுத்தது. இது "எந்த நேரத்திலும், எங்கும்" தகவல்தொடர்புக்கு உதவியது மற்றும் வயர்லெஸ் புரட்சியைக் கொண்டுவர உதவியது, இது வயர்லெஸ் தொழிற்துறையின் விரைவான வளர்ச்சிக்கு வழிவகுத்தது. அனைத்து நவீன வயர்லெஸ் நெட்வொர்க்கிங் சாதனங்கள் மற்றும் மொபைல் போன்களில் உள்ள பேஸ்பேண்ட் செயலிகள் மற்றும் ரேடியோ டிரான்ஸ்ஸீவர்கள் ஆர்எஃப் சிஎம்ஓஎஸ் சாதனங்களைப் பயன்படுத்தி பெருமளவில் தயாரிக்கப்படுகின்றன. செயற்கைக்கோள் தொழில்நுட்பம் (ஜிபிஎஸ் போன்றவை), புளூடூத், வைஃபை, அருகிலுள்ள களத் தொடர்பு (என்எப்சி), மொபைல் நெட்வொர்க்குகள் (3ஜி மற்றும் 4ஜி போன்றவை), நிலப்பரப்பு ஒளிபரப்பு மற்றும் வாகன ரேடார் பயன்பாடுகள் போன்ற பல்வேறு பயன்பாடுகளில் வயர்லெஸ் சமிக்ஞைகளை அனுப்பவும் பெறவும் ஆர்எஃப் சிஎம்ஓஎஸ் சுற்றுகள் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. வணிக ரீதியான ஆர்எஃப் சிஎம்ஓஎஸ் சில்லுகளின் எடுத்துக்காட்டுகளில் இன்டெல்லின் டிஇசிடி கம்பியில்லா தொலைபேசி மற்றும் அதேரோஸ் மற்றும் பிற நிறுவனங்களால் உருவாக்கப்பட்ட 802.11 (வைஃபை) சில்லுகள் அடங்கும். வணிக ரீதியான ஆர்எஃப் சிஎம்ஓஎஸ் தயாரிப்புகள் புளூடூத் மற்றும் வயர்லெஸ் லேன் (டபிள்யூஎல்ஏஎன்) நெட்வொர்க்குகளுக்கும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஜிஎஸ்எம், வைஃபை மற்றும் புளூடூத் போன்ற வயர்லெஸ் தரநிலைகளுக்கான ரேடியோ டிரான்ஸ்ஸீவர்கள், 3ஜி போன்ற மொபைல் நெட்வொர்க்குகளுக்கான டிரான்ஸ்ஸீவர்கள் மற்றும் வயர்லெஸ் சென்சார் நெட்வொர்க்குகளில் (டபிள்யூஎஸ்என்) ரிமோட் யூனிட்டுகள் ஆகியவற்றிலும் ஆர்எஃப் சிஎம்ஓஎஸ் பயன்படுத்தப்படுகிறது. வயர்லெஸ் நெட்வொர்க்குகள் மற்றும் மொபைல் தகவல்தொடர்பு சாதனங்கள் உள்ளிட்ட நவீன வயர்லெஸ் தகவல்தொடர்புகளுக்கு ஆர்எஃப் சிஎம்ஓஎஸ் தொழில்நுட்பம் முக்கியமானது. ஆர்எஃப் சிஎம்ஓஎஸ் தொழில்நுட்பத்தை வணிகமயமாக்கிய நிறுவனங்களில் ஒன்று இன்ஃபினியோன் ஆகும். அதன் மொத்த CMOS RF சுவிட்சுகள் ஆண்டுக்கு 1 பில்லியனுக்கும் அதிகமான யூனிட்களை விற்று, ஒட்டுமொத்தமாக 5 பில்லியன் யூனிட்களை எட்டின. வழக்கமான சிஎம்ஓஎஸ் சாதனங்கள்-55 டிகிரி செல்சியஸ் முதல் + 125 டிகிரி செல்சியஸ் வரம்பில் வேலை செய்கின்றன. சிலிக்கான் CMOS −233 டிகிரி செல்சியஸ் (40 K) வரை செயல்படும் என்று ஆகஸ்ட் 2008 தொடக்கத்தில் தத்துவார்த்த அறிகுறிகள் இருந்தன. திரவ நைட்ரஜன் மற்றும் திரவ ஹீலியம் குளிரூட்டலின் கலவையுடன் ஓவர்க்ளாக் செய்யப்பட்ட AMD ஃபெனோம் II செயலிகளைப் பயன்படுத்தி 40 K க்கு அருகில் செயல்படும் வெப்பநிலைகள் அடையப்பட்டுள்ளன. சிலிக்கான் கார்பைடு சிஎம்ஓஎஸ் சாதனங்கள் ஒரு வருடத்திற்கு 500 டிகிரி செல்சியஸில் சோதிக்கப்பட்டுள்ளன. ஒற்றை-எலக்ட்ரான் எம்ஓஎஸ் டிரான்சிஸ்டர்கள் அல்ட்ரா ஸ்மால் (எல் = 20 என்எம், டபிள்யூ = 20 என்எம்) எம்ஓஎஸ்எஃப்இடி-269 டிகிரி செல்சியஸ் (4 கே) முதல் சுமார்-258 டிகிரி செல்சியஸ் (15 கே) வரம்பில் கிரையோஜெனிக் வெப்பநிலையில் இயக்கப்படும்போது ஒற்றை-எலக்ட்ரான் வரம்பை அடைகின்றன. எலக்ட்ரான்களின் முற்போக்கான சார்ஜ் காரணமாக டிரான்சிஸ்டர் கூலோம்ப் முற்றுகையைக் காட்டுகிறது. சேனலில் வரையறுக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை பூஜ்ஜிய எலக்ட்ரான்களின் ஆக்கிரமிப்பிலிருந்து தொடங்கி கேட் மின்னழுத்தத்தால் இயக்கப்படுகிறது, மேலும் அதை ஒன்று அல்லது பலவற்றில் அமைக்கலாம். மேலும் படிக்க வெளிப்புற இணைப்புகள் CMOS கேட் விளக்கம் மற்றும் ஊடாடும் விளக்கப்படங்கள் லேசி என்பது ஒரு "பொது நோக்கம்" IC தளவமைப்பு CAD கருவியாகும். இது ஒரு இலவச பதிவிறக்கம் மற்றும் CMOS சுற்றுகளுக்கான தளவமைப்பு கருவியாகப் பயன்படுத்தப்படலாம். மின்னணு வடிவமைப்பு டிஜிட்டல் மின்னணுவியல் தர்க்க குடும்பங்கள் ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள்