Inverter in CMOS-Technik

Das Grundprinzip der CMOS-Technik ist die Kombination von p-Kanal und n-Kanal Feldeffekttransistoren. Dabei wird die gewünschte Logikoperation zu dem einen in p-Kanal-Technik und zu dem anderen in n-Kanal-Technik entwickelt und in einem Schaltkreis zusammengeführt. Durch die gleiche Steuerspannung jeweils zweier komplementärer Transistoren (einmal n-Kanal, einmal p-Kanal) sperrt stets exakt einer und der andere ist leitend. Es muss dafür zwar stets die doppelte Anzahl Transistoren auf einen Chip aufgebracht werden, dies lässt sich aber leichter in ICs integrieren als Widerstände - auf diese kann in der CMOS-Technik aber verzichtet werden. Der entscheidende Vorteil ist aber, dass Querstrom (von der Versorgungsspannung zur Masse) ca. in dem Umschaltmoment fließt. Die Stromaufnahme bzw. die Verlustleistung ist also ca. von der Umschalthäufigkeit (Taktfrequenz) abhängig. Aus diesem Grund werden die meisten ICs (Prozessoren, Speicher) zur Zeit in dieser Technik hergestellt.

Die Verlustleistung in dem Ruhezustand beträgt in dem Allgemeinen ungefähr 10 nW, die Verlustleistung beim Schalten liegt frequenzabhängig je nach Bautyp bei Standardbaureihen bei ungefähr 1 mW/MHz (integrierte Gatter: ungefähr 10 µW/MHz).

CMOS-Eingänge sind relativ empfindlich gegenüber statischen Aufladungen und Überspannungen, weshalb vor CMOS-Eingänge in dem Allgemeinen Dioden geschaltet werden.

Unter HCT-CMOS-Technik versteht man die Anpassung der CMOS-Transistorstruktur an die Spannungspegel der TTL-Schaltungstechnik bei voller Pin-Kompatibilität zu diesen. Ein Austausch von TTL-Schaltkreisen mit HCT-CMOS-Schaltkreisen ist somit möglich.

Unter der BiCMOS-Technik versteht man eine Schaltungstechnik, bei der Feldeffekttransistoren mit Bipolartransistoren kombiniert werden. Dabei wird sowohl der Eingang als auch die logische Verknüpfung in CMOS-Technik realisiert - mit den entsprechenden Vorteilen. Für die Ausgangsstufe werden aber Bipolartransistoren eingesetzt. Dies bringt eine hohe Stromtreiberfähigkeit mit sich und eine kleine Abhängigkeit von der kapazitiven Last. Dafür werden aber in dem Allgemeinen 2 weitere Transistoren und 2 Widerstände in der Schaltung benötigt. Das Eingangsverhalten entspricht einem CMOS-Schaltkreis, das Ausgabeverhalten einem TTL-Schaltkreis.

In der PC-Branche hat sich (bedingt durch schlampige Übersetzung aus dem Amerikanischen) der Begriff CMOS auch für das batteriegepufferte SRAM, im die BIOS-Parameter gespeichert werden, eingebürgert. CMOS-ICs werden sehr häufig als logische Schalter benutzt.

• In der Digitalfotografie werden CMOS-Sensoren als Fotodetektoren eingesetzt.
• Logikfamilie