CMOS回路ってなんですか？
CMOS（シーモス、Complementary Metal-Oxide-Semiconductor; 相補型MOS）とは、P型とN型のMOSFETをディジタル回路（論理回路）で相補的に利用する回路方式、およびそのような電子回路やICのことです。相補型MOS（CMOS）プロセスは、フェアチャイルドセミコンダクター社のフランク・ワンラスが考案し、翌1963年にワンラスとチータン・サーが学会で発表したのが始まりです。RCA社は1960年代後半に「COS-MOS」という商標で商品化し、他のメーカーに別の名称を探させ、1970年代前半には「CMOS」が標準的な名称となるに至りました。
開口率 工学分野では、光学や流体力学、あるいは建築分野以外での用法として、「面積当りの開口部の割合」という物理的な形状を表現するのに使用される。
画像表示装置などの液晶パネルや、CCDやCMOSイメージセンサなどの撮像素子といった、多様な電子装置内での光学的な要素も含む電子部品の開口部の割合を表すのに用いられる。電子部品中での光路は光を通さない電子回路や支持構造によって阻害され影となってしまうため、光が通過できる開口部は制約を受ける。通常は平面的な計測量として、全面積、又は対象となる部分の単位面積当りの開口部の割合で表される。この場合の光路の透明度は基本的に関係しない。例えば、液晶パネルでは、1画素、または1サブ画素での光を通す部分と遮る部分の比率を示す。最新の電子部品では、面積当りの開口部の割合を示す用法ばかりでなく、光学的な光量変化の割合を示す場合も混在して用いられているので注意が求められる。
また別に、これらの電子部品では光の透過する割合は「透過率」で表現して、開口率は光線が通過する経路の物理形状だけを意味する。
発振回路 NOTゲートに圧電素子や水晶を直列に挿入してリング状に閉回路を作ると、共振周波数で強く発振する。この回路はデジタル素子だけで高精度な周波数を得る事が出来る事から非常に多用される。いわゆるクオーツの最小構成はこの回路から成り立つ。原理的にはデジタル素子は内在的にアナログ回路が存在しデジタル素子はアナログ増幅器として作用する。共振周波数に近いスペクトラムが強く増幅される為、圧電素子や水晶の共振周波数に強く同調する。
等価回路 電気回路では、オームの法則をはじめとして、キルヒホッフの法則、テブナンの定理、ノートンの定理などの交流回路理論の基礎的な事項を用いて、複雑な構成を有する回路を簡略化し等価回路を作成することができる。
例えば、オームの法則、キルヒホッフの法則を適用すれば、インピーダンス素子を直列接続や並列接続した構成の回路を最小限の素子に置き換えることができる。
テブナンの定理、ノートンの定理を用いることにより、電圧源、電流源となる電源、インピーダンスを含む回路網において、任意の2点間に対する等価回路を生成することができる。
ディプリーション負荷NMOSロジック 最初のHMOSプロセス(後にHMOS Iとされる)は、チャネル長が3ミクロンだった。チャネル長は、HMOS IIで2ミクロン、HMOS IIIで1.5ミクロンであった。 HMOS IIIが導入された1982年までにインテルは、HMOSシリーズの設計要素を使ったCMOSプロセスであるCHMOS(英語版)プロセスへ切り替えを始めた。 HMOSの最終バージョンであるHMOS-IVも発売された。 HMOSシリーズの重要な利点は、各世代のHMOSが既存のレイアウトを大きな変更をせずに微細化できるように意図的に設計されていたことであった。 レイアウトを変更してもシステムが動作することを保証するために多くの技術が導入された。
HMOS、HMOS II、HMOS III、そしてHMOS IVは、多くの異なった種類のプロセッサに使用された。Intel 8085、Intel 8048、Intel 8051、Intel 8086、Intel 80186、Intel 80286そしてその他の多くのプロセッサだけでなく、同一の基本設計でHMOSのいくつかの世代にまたがったものについてはデータシートを参照すること。
1980年代中期にインテルのCHMOS I, II, III, IVなどのHMOSプロセス技術を使ったより高速なCMOSの品種がIntel 80386や特定のマイクロコントローラに使われるようになり、nチャネルのHMOSを置き換え始めた。 数年後、1980年代後半、BiCMOSが高性能マイクロプロセッサだけでなく高速アナログ回路のために導入された。 現在、普及した7400シリーズを含むほとんどのデジタル回路は、採用された様々なトポロジーの範囲で各種CMOSプロセスを使って製造されている。
磁気インピーダンス素子 磁気インピーダンス素子(じきインピーダンスそし、英語: Magneto-Impedance element)は、アモルファス合金ワイヤや磁性体薄膜などの高透磁率合金磁性体の磁気インピーダンス効果(1993年発見)を基礎に、パルス通電磁気インピーダンス効果をCMOS電子回路で実現した新原理の高感度マイクロ磁気センサ(1997年発明、MIセンサと称する)のことである。
デジタル回路 デジタル回路(デジタルかいろ、英: digital circuit - ディジタル回路)は、アナログ回路に対比してデジタル表現された電気信号の論理演算、相互変換、蓄積及び伝達などを行う、離散的な電位範囲などを情報の表現に用いる電子回路で、論理回路の実現法のひとつである。信号レベルが公差、減衰、ノイズなどで若干変動したとしても、しきい値の範囲内ならば無視され、いずれかの状態として扱われる。許される範囲に間隔が設定されていて、「いずれの状態でもない」という異常として検出されるといった場合もある。
まず2状態を前提として説明する。2000年代の多くの機器では、0Vに近い電圧と、5Vや3V、1.2Vといった電圧を、2種類の状態に対応させている。これらはそれぞれ「Low」「High」、「L」「H」などと表現される。Lowを0や偽、Highを1や真に対応させる正論理と、逆に対応させる負論理は、相互接続などではどちらかに決めないといけないが、内部的には適宜使い分ける(回路的にはANDやORよりもNANDやNORのほうが作りやすいといったこともあり、適宜使い分けないと非常に効率が悪い)。かつては15V程度までは使われることもあった。以上は集積回路ベースの現在広く使われている回路の場合で、いわゆるディスクリート部品の時代や、真空管による回路の時代にはもっと高い電圧が使われていた。また、2010年代に増えてきたMLCのフラッシュメモリなどのように、多値論理に相当する、2よりも多くの状態を利用している素子や機器といったものもそれなりにある。
MOSFET 1980年代初めに標準ロジックICがCMOS構造で作られた。1990年代には電気的特性がアナログでの実用レベルに到達したのと、システムLSI等で論理回路とアナログ回路が混在して集積されるようになった関係でアナログ回路もCMOSで製作されるようになった。
高周波回路 極高周波(数GHz以上)の世界では、量子力学のように信号と波が同じように扱われる(あくまでも似ているというだけであり、高周波である波が量子と同じものというわけではない)ため、電圧と電流が同時に計測できない。そのため、Sパラメータなどの電力で考えて設計する。 また、回路素子が持つ微小な浮遊容量・浮遊インダクタンスが素子特性に影響する。 更に、信号が波として伝播するため、信号を計測するのに不確定性原理が作用する。 浮遊容量・浮遊インダクタンスを含めたインピーダンスのマッチングが重要になる(インピーダンス整合)。
根本的な考えは、マクスウェルの方程式から導出される高周波信号の伝播方程式による(分布定数回路)。 プリント基板や、集積回路内部の電磁場解析は、もっぱら、コンピュータを用いてマクスウェルの方程式を解く。
回路の配線・抵抗・コンデンサ・インダクタンスなどは、およそ1GHzを超えるような高周波で特性が変化し、それぞれに抵抗・コンデンサ・インダクタンスが新たに存在する等価回路に置き換わる。