CMOS回路とCMOSインバータ

質問

CMOSの勉強してます。

CMOS回路の特徴を２点述べよと言われたら、
・低消費電力
・動作速度が速い
・集積度が高い
とかでいいんでしょうか？

それと、
CMOSインバータの特徴を述べよと言われたら、
どんな特徴があると言えばいいんでしょうか。

宜しくお願いします。

回答No.1

info22 · ベストアンサー

特徴を言う場合比較対象があります。
それに触れないと特徴といえなくなるかも知れません。

＞CMOS回路の特徴を２点述べよと言われたら、
＞・低消費電力
TTLやN-MOSまたはP-MOSの回路に比べて低消費電力。その結果、携帯用電子機器（携帯電話、電子辞書、電卓、デジカメなど）の回路に使われる。
＞・動作速度が速い
この特徴はあまり特徴とはいえませんね。バイポーラー回路に比べて遅いといえる位です。
＞・集積度が高い
この表現は微妙です。C-MOS回路が低消費電力なので、集積度が高い回路向き（発熱量が少ない）。メモリー。携帯型電子機器のLSI向き。
・TTLなどに比べMOSタイプなので静電気に弱い。

位かな？

CMOSインバーターの特徴？
何と比較して？
TTL回路に対して、
・電源電圧範囲が広く使える。
・出力電流が余り取れない（出力インピーダンスが高い）。
・動作（スイッチング速度）が遅い。遅延時間が大きい。
・消費電力が少ない。（高い周波数で使えば消費電力が増える傾向にある）

位しか思いつかない (^^;

お礼

回答いただきありがとうございます。

そうですね。比較対象がいるんですね。

CMOSは、TTLに比べて遅いんですか。勘違いしてました。
「nMOS、pMOSに比べては速い」で大丈夫ですよね？

回答No.4

info22

#1,#3です。
A#3の補足質問の回答です。
＞の内の、以下↓の2つの特徴は、
＞＞・電源電圧範囲が広く使える。
＞＞・出力電流が余り取れない（出力インピーダンスが高い）。
＞
＞TTLに対するCMOS回路の特徴として考えてもいいんでしょうか？

そう考えて下さい。

＞それとも、NAND回路などにおいては特徴とは言えないんでしょうか。
論理(NAND,AND,NOR,OR,EX-ORなど）の違いとは関係ありません。
TTLは使用電源範囲範囲（5V前後）が非常に狭い（殆どVcc≒+5V固定）。
C-MOSの電源電圧Vdd＝3～10Vで使用できる（参考URL）

他の特徴として
・信号出力電圧のHレベル（論理１）の電圧が殆どVdd電圧に近い電圧が出る。TTLのHレベルの電圧は電源電圧Vccに比べかなり低い。

・C-MOSはTTLに比べノイズバージンが大きい。

を追加しておきます。

以下参考URL
http://ja.wikipedia.org/wiki/Transistor-transistor_logic

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/CMOS

お礼

たくさん特徴ありますね。
大変勉強になりました。ありがとうございました。

回答No.3

info22

#1です。
補足質問について
＞「nMOS、pMOSに比べては速い」で大丈夫ですよね？
同等程度で特に早いといった特徴ではないと思います。
C-MOS自体は、P-MOS FETとN-MOS FETをペアーにした回路を組み合わせて構成されています。

最近はAC電源に接続しないで使う（携帯型の電池で使う）電子機器が増えていますので、ポータブル電子機器にC-MOSのICやメモリーやマイクロプロセッサーが良く使われますね。

補足

そうなんですか。完全に間違って覚えてました。

すみませんが、もう1つ質問させていただきます。
info22さんがNO.1にてご回答された

＞TTL回路に対して、
・電源電圧範囲が広く使える。
・出力電流が余り取れない（出力インピーダンスが高い）。
・動作（スイッチング速度）が遅い。遅延時間が大きい。
・消費電力が少ない。（高い周波数で使えば消費電力が増える傾向にある）

の内の、以下↓の2つの特徴は、
＞・電源電圧範囲が広く使える。
＞・出力電流が余り取れない（出力インピーダンスが高い）。

TTLに対するCMOS回路の特徴として考えてもいいんでしょうか？
それとも、NAND回路などにおいては特徴とは言えないんでしょうか。

宜しくお願いします。

回答No.2

rabbit_cat

・低消費電力
これはそうなんでしょう。ＣＭＯＳの論理回路は定常電流が流れません。

・動作速度が速い
何に比べてなのか知りませんが、基本的によく使われるもの（バイポーラ、ＥＣＬ、差動回路、ドミノ論理等）に比べてＣＭＯＳは遅いです。

・集積度が高い
これはまあそうなんでしょうか。ＴＴＬやＥＣＬなどの負荷として抵抗を使うようなものに比べればトランジスタのみで組めるので面積は小さいです。
あと、普通のプロセスでは、ＭＯＳトランジスタはバイポーラに比べて小さい面積で作れます。

お礼

ご回答いただきありがとうございます。

動作速度に関しては、MOS同士を比べてました。
教科書のMOSのところばかりを勉強しているので、もう少し他の部分も勉強してみます。