CMOS電路比TTL電路較晚問世，但應(yīng)用和發(fā)展都較快，大有后來者居上、趕超并取代之勢，目前應(yīng)用很廣泛，是學習電子技術(shù)的重要電路。
1.CMOS邏輯門電路的組成結(jié)構(gòu)
CMOS電路是互補型金屬氧化物半導體電路的英文字頭縮寫。它由絕緣場效應(yīng)晶體管組成。由于只有一種載流子，因而是一種單極型晶體管集成電路。其基本結(jié)構(gòu)是一個N溝道MOS管和一個P溝道MOS管，如圖1所示。由于兩管柵極工作電壓極性相反，故將兩管柵極相連作為輸入端，兩個漏極相連作為輸出端，如圖1(a)所示，則兩管正好互為負載，處于互補工作狀態(tài)。
圖1 CMOS電路基本結(jié)構(gòu)示意圖
·當輸入低電平(Vi=Vss)時，PMOS管導通，NMOS管截止，輸出高電平，如圖1(b)所示。
·當輸入高電平（Vi=VDD）時，PMOS管截止，NMOS管導通，輸出為低電平，如圖1(c)所示。兩管如單刀雙擲開關(guān)一樣交替工作，構(gòu)成反相器。
2.CMOS邏輯門電路的制造工藝
CMOS電路中的主要組成是金屬-氧化物-半導體管，做在同一基片上，其間自然是隔離的，無需專門的隔離措施。圖2為CMOS反相器的芯片結(jié)構(gòu)示意圖。在制造時，首先在N型硅襯底上擴散P型區(qū)，這個P型區(qū)通常叫做P阱，也就是N-MOS管的襯底；在P阱內(nèi)再用擴散法制作兩個N型區(qū)，以形成N-MOS管（N溝道MOS管）。而P-MOS管則可直接做在N型硅襯底上。
圖2 CMOS反相器的芯片結(jié)構(gòu)示意圖
由上述可見，CMOS電路比雙極型電路制造工藝簡單、工序少，由于節(jié)省了隔離槽占用的面積，還可大大提高電路集成度。當然，若與單溝道MOS電路相比，工藝上要稍復雜些，例如它要多用兩塊光刻板，還需要P阱保護環(huán)，因而芯片利用率也要低些。
3.CMOS邏輯門電路的特點
①功耗
表1列出了各種MOS電路的四個主要參數(shù)。
表1 國產(chǎn)TTL和MOS電路主要參數(shù)
CMOS電路采用互補結(jié)構(gòu)，工作時總是一個MOS管處于導通、另一個MOS管處于截止狀態(tài)，因而電路功耗理論上為零。實際上，由于存在硅表面和PN結(jié)的泄露電流，量值約數(shù)百毫微安，因而尚有微瓦量級的靜態(tài)功耗，但相比于TTL電路則低多了。功耗低，這是CMOS電路的一個突出優(yōu)點。圖3為兩種電路的動態(tài)功耗電流曲線。
圖3 TTL與CMOS兩種電路的動態(tài)功耗電流曲線
