NMOS(n型金属氧化物半导体)是一种基于金属-氧化物-半导体结构的半导体器件,是MOS(金属氧化物半导体)晶体管结构的一种。
它是通过在p型基底上形成n型沟道和控制门控制n型沟道的导通来实现信号放大和开关控制的。
NMOS由两个n+型源极和漏极、p型基底组成,其中在p型基底上形成了一条沟道,称为n型沟道。沟道上方是覆盖着绝缘层的控制门,通过改变控制门的电压来改变n型沟道的导通与截止状态。
当控制门电压为高电平时,n型沟道导通,源极与漏极间形成低阻态,此时晶体管处于开启状态;当控制门电压为低电平时,n型沟道被截止,源极与漏极间呈现高阻态,晶体管处于关闭状态。
NMOS的主要优点是制造工艺简单,响应速度快,可被广泛应用于数字电路、模拟电路甚至微处理器中。
然而,NMOS的缺点也是很明显的,主要在以下两个方面:首先,其功耗相对较高,因为在导通时需要不断输入电压。其次,NMOS在工作过程中容易受到温度、电压等外部条件的变化而性能不稳定。
与NMOS相比,CMOS(互补金属氧化物半导体)晶体管结构相对更复杂,但也更加稳定可靠。CMOS是由n型和p型晶体管组成的,当输入信号为高电平时,p型晶体管截止而n型晶体管导通;当输入信号为低电平时,n型晶体管截止而p型晶体管导通,两者配合使用,功耗比NMOS低,因此被广泛应用于微型处理器和电子计算机的设计中。
总体来说,NMOS的应用范围深度广泛,可以用于数字电路、模拟电路等多种场合,而CMOS的门电路具有非常好的电路稳定性,功耗也更低,被广泛应用于微型处理器、存储器和ASIC(应用专用集成电路)等领域。