Apa itu Semikonduktor Oksida Logam Pelengkap?

Semikonduktor oksida logam komplementer, atau CMOS, adalah pengontrol logika dasar yang digunakan dalam sirkuit terpadu. Teknologi desain semikonduktor oksida logam komplementer secara tradisional ditemukan dalam mikroprosesor yang digunakan dalam komputer, memori komputer, dan teknologi papan permukaan tercetak bergerak, seperti telepon seluler dan perangkat komputasi genggam. Nilai jual utama dari perangkat CMOS adalah tingkat konsumsi daya yang sangat rendah, dibandingkan dengan teknologi logika lain yang tersedia, logika transistor-transistor (TTL).

CMOS menggunakan dua kombinasi logam yang berbeda untuk membentuk gerbang logika yang masuk ke dalam semikonduktor oksida logam komplementer. Dengan demikian, resistensi antara kedua logam ini sangat tinggi. Akibatnya, dengan mengikuti hukum Ohm bahwa tegangan sama dengan arus kali resistansi, semakin tinggi resistansi, semakin sedikit arus yang diperlukan untuk mempertahankan tegangan yang diberikan.

Fitur desain penting lainnya dari CMOS adalah pengontrol logika AND/OR-nya. Apa yang memungkinkan pengontrol ini adalah agar unit hanya beroperasi selama fase dinamis. Dalam istilah dunia nyata, ini berarti bahwa pengontrol logika mirip dengan faucet yang hanya memungkinkan air mengalir ketika diminta oleh pengguna dan tidak selalu harus memiliki air yang mengalir untuk beroperasi.

Kontroler CMOS akan mengkonsumsi setengah daya dari pengontrol logika yang membutuhkan daya untuk beroperasi baik dalam posisi dinamis maupun statis. Penggunaan daya yang efisien untuk menjalankan berbagai fungsi logika ini membuat pengontrol logika jenis ini ideal untuk aplikasi di mana catu daya sangat terbatas. Salah satu contohnya adalah ponsel yang perlu beroperasi selama beberapa jam atau bahkan berhari-hari tanpa harus dicolokkan kembali untuk mengisi ulang baterai.

Semikonduktor oksida logam komplementer pertama dipatenkan pada tahun 1967 oleh Frank Wanless, seorang insinyur dengan Fairchild Semiconductor. Penggunaan komersial pertama CMOS yang berhasil didirikan oleh perusahaan RCA pada tahun 1968. Awalnya, kelemahan terbesar menggunakan unit logika CMOS adalah kecepatan di mana fungsi logika dapat dilakukan. Kontroler TTL, meskipun serupa, mampu menjalankan fungsi dengan kecepatan yang lebih cepat, bahkan saat mengonsumsi lebih banyak daya. Dengan fitur desain yang melekat pada konsumsi daya yang lebih rendah, para insinyur segera dapat meningkatkan kecepatan kinerja CMOS ke tingkat yang jauh lebih cepat daripada pengontrol TTL tradisional.

Semikonduktor oksida logam komplementer awalnya terbuat dari aluminium. Perbaikan dalam industri semikonduktor memperkenalkan logam baru, seperti tantalum dan polisilikon. Logam-logam ini dan senyawa lainnya menghasilkan panas yang jauh lebih sedikit dan lebih rentan terhadap kegagalan daripada komponen aluminium tradisional. Semakin sedikit panas yang dihasilkan suatu elemen, semakin efisien elemen tersebut menggunakan daya yang diperlukan untuk berbagai fungsi, dengan menggunakan lebih sedikit daya baterai.