NMOS logic
N-வகை உலோக-ஆக்சைடு-குறைக்கடத்தி தர்க்கம் தர்க்க வாயில்கள் மற்றும் பிற டிஜிட்டல் சுற்றுகளை செயல்படுத்த n-வகை (-) MOSFET களை (உலோக-ஆக்சைடு-குறைக்கடத்தி புலம்-விளைவு டிரான்சிஸ்டர்கள்) பயன்படுத்துகிறது. இந்த என்எம்ஓஎஸ் டிரான்சிஸ்டர்கள் பி-வகை டிரான்சிஸ்டர் உடலில் ஒரு தலைகீழ் அடுக்கை உருவாக்குவதன் மூலம் செயல்படுகின்றன. n-சேனல் என்று அழைக்கப்படும் இந்த தலைகீழ் அடுக்கு, n-வகை "மூல" மற்றும் "வடிகால்" முனையங்களுக்கு இடையில் எலக்ட்ரான்களை நடத்த முடியும். கேட் என்று அழைக்கப்படும் மூன்றாவது முனையத்தில் மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் n-சேனல் உருவாக்கப்படுகிறது. மற்ற MOSFETகளைப் போலவே, nMOS டிரான்சிஸ்டர்களும் நான்கு செயல்பாட்டு முறைகளைக் கொண்டுள்ளனஃ கட்-ஆஃப் (அல்லது சப் த்ரெஷோல்ட்), ட்ரையோட், சேச்சுரேஷன் (சில நேரங்களில் ஆக்டிவ் என்று அழைக்கப்படுகிறது) மற்றும் திசைவேகம் சேச்சுரேஷன். பல ஆண்டுகளாக, என்எம்ஓஎஸ் சுற்றுகள் ஒப்பிடக்கூடிய பிஎம்ஓஎஸ் மற்றும் சிஎம்ஓஎஸ் சுற்றுகளை விட மிக வேகமாக இருந்தன, அவை மிகவும் மெதுவான பி-சேனல் டிரான்சிஸ்டர்களைப் பயன்படுத்த வேண்டியிருந்தது. CMOS ஐ விட NMOS ஐ தயாரிப்பதும் எளிதானது, ஏனெனில் பிந்தையது p-அடி மூலக்கூறில் சிறப்பு n-கிணறுகளில் p-சேனல் டிரான்சிஸ்டர்களை செயல்படுத்த வேண்டும். என்எம்ஓஎஸ் (மற்றும் பெரும்பாலான பிற லாஜிக் குடும்பங்கள்) உடனான முக்கிய குறைபாடு என்னவென்றால், வெளியீடு நிலையான நிலையில் இருக்கும்போது கூட ஒரு நேரடி மின்னோட்டம் ஒரு லாஜிக் கேட் வழியாக பாய வேண்டும் (என்எம்ஓஎஸ் விஷயத்தில் குறைவாக). இதன் பொருள் நிலையான சக்தி சிதறல், அதாவது. சுற்று மாறாதபோது கூட மின் வடிகால், அதிக மின் நுகர்வுக்கு வழிவகுக்கிறது. கூடுதலாக, டையோடு-டிரான்சிஸ்டர் லாஜிக், டிரான்சிஸ்டர்-டிரான்சிஸ்டர் லாஜிக், எமிட்டர்-கபுல்ட் லாஜிக் போன்றவற்றைப் போலவே, சமச்சீரற்ற உள்ளீட்டு லாஜிக் நிலைகளும் CMOS ஐ விட NMOS மற்றும் PMOS சுற்றுகளை சத்தத்திற்கு எளிதில் பாதிக்கக்கூடியதாக ஆக்குகின்றன. இருமுனை டிரான்சிஸ்டர்களுடன் கட்டப்பட்ட லாஜிக் வாயில்களுடன் ஒப்பிடும்போது CMOS முதலில் மிகவும் மெதுவாக இருந்தபோதிலும், மைக்ரோப்ராசசர்கள் போன்ற பெரும்பாலான அதிவேக டிஜிட்டல் சுற்றுகளில் CMOS லாஜிக் இந்த வகைகளில் பெரும்பாலானவற்றை மாற்றியுள்ளது. எம்ஓஎஸ் என்பது உலோக-ஆக்சைடு-குறைக்கடத்தியைக் குறிக்கிறது, இது எம்ஓஎஸ்-டிரான்சிஸ்டர்கள் முதலில் கட்டப்பட்ட விதத்தை பிரதிபலிக்கிறது, முக்கியமாக 1970 களுக்கு முன்பு, உலோக வாயில்களுடன், பொதுவாக அலுமினியத்துடன். இருப்பினும், 1970 ஆம் ஆண்டிலிருந்து, பெரும்பாலான எம்ஓஎஸ் சுற்றுகள் பாலிக்ரிஸ்டலின் சிலிக்கானால் செய்யப்பட்ட சுய-சீரமைக்கப்பட்ட வாயில்களைப் பயன்படுத்தியுள்ளன, இது ஃபேர்சைல்டு செமிகண்டக்டரில் ஃபெடரிகோ ஃபாக்ஜினால் முதன்முதலில் உருவாக்கப்பட்ட தொழில்நுட்பமாகும். இந்த சிலிக்கான் வாயில்கள் இன்னும் பெரும்பாலான வகையான MOSFET அடிப்படையிலான ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இருப்பினும் உலோக வாயில்கள் (Al அல்லது Cu) 2000 களின் முற்பகுதியில் உயர் செயல்திறன் நுண்செயலிகள் போன்ற சில வகையான அதிவேக சுற்றுகளுக்கு மீண்டும் தோன்றத் தொடங்கின. MOSFET கள் n-வகை மேம்பாட்டு முறை டிரான்சிஸ்டர்கள் ஆகும், அவை லாஜிக் கேட் வெளியீடு மற்றும் எதிர்மறை விநியோக மின்னழுத்தத்திற்கு (பொதுவாக தரையில்) இடையில் "புல்-டவுன் நெட்வொர்க்" (PDN) என்று அழைக்கப்படுகின்றன. ஒரு இழுத்தல் (அதாவது. ஒரு மின்தடையாக கருதக்கூடிய ஒரு "சுமை", கீழே காண்க) நேர்மறை விநியோக மின்னழுத்தத்திற்கும் ஒவ்வொரு லாஜிக் கேட் வெளியீட்டிற்கும் இடையில் வைக்கப்படுகிறது. லாஜிக்கல் இன்வெர்ட்டர் உட்பட எந்தவொரு லாஜிக் கேட்டும் இணையான மற்றும்/அல்லது தொடர் சுற்றுகளின் நெட்வொர்க்கை வடிவமைப்பதன் மூலம் செயல்படுத்தப்படலாம், அதாவது பூலியன் உள்ளீட்டு மதிப்புகளின் ஒரு குறிப்பிட்ட கலவையின் விரும்பிய வெளியீடு பூஜ்ஜியமாக (அல்லது தவறானது) இருந்தால், பி. டி. என் செயலில் இருக்கும், அதாவது குறைந்தபட்சம் ஒரு டிரான்சிஸ்டர் எதிர்மறை வழங்கலுக்கும் வெளியீட்டிற்கும் இடையில் ஒரு தற்போதைய பாதையை அனுமதிக்கிறது. இது சுமைக்கு மேல் மின்னழுத்த வீழ்ச்சியை ஏற்படுத்துகிறது, இதனால் வெளியீட்டில் குறைந்த மின்னழுத்தம் பூஜ்ஜியத்தைக் குறிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, திட்டவட்டமான NMOS இல் செயல்படுத்தப்பட்ட ஒரு NOR கேட் இங்கே உள்ளது. உள்ளீடு A அல்லது உள்ளீடு B அதிகமாக இருந்தால் (தர்க்கம் 1, = உண்மை), அந்தந்த MOS டிரான்சிஸ்டர் வெளியீட்டிற்கும் எதிர்மறை விநியோகத்திற்கும் இடையில் மிகக் குறைந்த எதிர்ப்பாக செயல்படுகிறது, வெளியீட்டை குறைவாக இருக்க கட்டாயப்படுத்துகிறது (தர்க்கம் 0, = தவறு). ஏ மற்றும் பி இரண்டும் அதிகமாக இருக்கும்போது, இரண்டு டிரான்சிஸ்டர்களும் கடத்தும் தன்மை கொண்டவை, இது தரையில் இன்னும் குறைந்த எதிர்ப்பு பாதையை உருவாக்குகிறது. இரண்டு டிரான்சிஸ்டர்களும் முடக்கப்பட்டிருக்கும் போது மட்டுமே வெளியீடு அதிகமாக இருக்கும், இது A மற்றும் B இரண்டும் குறைவாக இருக்கும்போது மட்டுமே நிகழ்கிறது, இதனால் ஒரு NOR வாயிலின் உண்மை அட்டவணையை திருப்திப்படுத்துகிறதுஃ ஒரு MOSFET ஐ ஒரு மின்தடையமாக செயல்பட வைக்க முடியும், எனவே முழு சுற்றையும் N-சேனல் MOSFET களுடன் மட்டுமே செய்ய முடியும். என். எம். ஓ. எஸ் சுற்றுகள் குறைந்த அளவிலிருந்து உயர்ந்த நிலைக்கு மாறுவதற்கு மெதுவாக உள்ளன. உயர்விலிருந்து தாழ்வுக்கு மாறும்போது, டிரான்சிஸ்டர்கள் குறைந்த எதிர்ப்பை வழங்குகின்றன, மேலும் வெளியீட்டில் உள்ள கொள்ளளவு சார்ஜ் மிக விரைவாக வடிகட்டுகிறது (மிகக் குறைந்த மின்தடை மூலம் ஒரு மின்தேக்கியை வெளியேற்றுவதைப் போன்றது). ஆனால் வெளியீட்டிற்கும் நேர்மறை விநியோக ரயிலுக்கும் இடையிலான எதிர்ப்பு மிகவும் அதிகமாக உள்ளது, எனவே குறைந்த முதல் அதிக மாற்றம் அதிக நேரம் எடுக்கும் (அதிக மதிப்புள்ள மின்தேக்கியின் மூலம் மின்தேக்கியை சார்ஜ் செய்வது போன்றது). குறைந்த மதிப்புள்ள மின்தடையைப் பயன்படுத்துவது செயல்முறையை துரிதப்படுத்தும், ஆனால் நிலையான சக்தி சிதறலையும் அதிகரிக்கும். இருப்பினும், வாயில்களை விரைவுபடுத்துவதற்கான ஒரு சிறந்த (மற்றும் மிகவும் பொதுவான) வழி, மேம்பாடு-முறை டிரான்சிஸ்டர்களுக்கு பதிலாக குறைப்பு-முறை டிரான்சிஸ்டர்களைப் பயன்படுத்துவதாகும். இது குறைப்பு-சுமை என். எம். ஓ. எஸ் தர்க்கம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. எச்எம்ஓஎஸ் (உயர் அடர்த்தி, குறுகிய சேனல் எம்ஓஎஸ்), எச்எம்ஓஎஸ்-II, எச்எம்ஓஎஸ்-III போன்ற செயல்முறைகள் உட்பட பிஎம்ஓஎஸ் லாஜிக் டெப்லீஷன்-லோடு என்எம்ஓஎஸ் லாஜிக்கையும் பார்க்கவும். 1970 களின் பிற்பகுதியில் இன்டெல் உருவாக்கிய மற்றும் பல ஆண்டுகளாக பயன்படுத்தப்பட்ட குறைப்பு-சுமை என். எம். ஓ. எஸ் லாஜிக் சர்க்யூட்களுக்கான உயர் செயல்திறன் உற்பத்தி செயல்முறைகளின் குடும்பம். சிஎம்ஓஎஸ், சிஎம்ஓஎஸ்-II, சிஎம்ஓஎஸ்-III போன்ற பல சிஎம்ஓஎஸ் உற்பத்தி செயல்முறைகள் இந்த என்எம்ஓஎஸ்-செயல்முறைகளிலிருந்து நேரடியாக வந்தவை. குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் லாஜிக் குடும்பங்கள் MOSFET இன் அரபு கண்டுபிடிப்புகள் எகிப்திய கண்டுபிடிப்புகள் தென் கொரிய கண்டுபிடிப்புகள்