Pengertian CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) dan Cara Kerja CMOS

Pengertian CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) dan Cara Kerja CMOS – CMOS adalah singkatan dari Complementary Metal Oxide Semiconductor atau dalam bahasa Indonesia dapat diterjemahkan menjadi Semikonduktor Oksida Logam Komplementer. Teknologi CMOS adalah salah satu teknologi yang paling popular di industri desain chip komputer dan biasanya digunakan untuk membentuk Sirkuit Terintegrasi atau lebih umum disebut dengan IC (Integrated Circuit) dalam berbagai aplikasi. Rangkaian CMOS banyak ditemui di beberapa jenis komponen elektronika seperti Mikroprosesor, Baterai, Memori komputer dan memori ponsel pintar serta sensor gambar pada kamera digital.

Yang dimaksud dengan “MOS” dalam tulisan CMOS ini adalah Transistor-transistor yang berada dalam komponen CMOS tersebut yaitu MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistors). Sedangkah huruf C yaitu “Complementary” dalam CMOS mengacu pada dua bahan semikonduktor yang dikandung oleh setiap transistor yakni semikonduktor tipe-N dan semikonduktor tipe-P. Semikonduktor tipe-N memiliki konsentrasi Elektron yang lebih besar daripada Holes (lubang) sedangkan semikonduktor tipe-P memiliki konsentrasi Holes (lubang) yang lebih besar daripada Elektron. Kedua semikonduktor ini bekerjasama dan dapat membentuk gerbang logika yang sesuai dengan rangkaian yang dirancang.

Kelebihan Transistor CMOS

Transistor yang berteknologi CMOS dikenal karena penggunaan daya listriknya yang efisien. Keuntungan utama CMOS dibandingkan teknologi NMOS dan BIPOLAR adalah disipasi daya yang jauh lebih kecil. Tidak seperti sirkuit NMOS atau BIPOLAR, rangkaian MOS komplementer (CMOS) hampir tidak memiliki disipasi daya statis. Daya hanya akan hilang apabila terjadi peralihan dari satu keadaan ke keadaan lainnya. Hal ini memungkinkan pengintegrasian gerbang CMOS yang lebih banyak pada IC daripada teknologi Bipolar serta dapat menghasilkan kinerja yang jauh lebih baik. Transistor CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) pada dasarnya terdiri dari P-channel MOS (PMOS) dan N-channel MOS (NMOS).
Baca juga : Pengertian Transistor dan Jenis-jenis Transistor.

Simbol PMOS dan NMOS

Berikut ini adalah Simbol PMOS (Positive Metal Oxide Semiconductor) dan NMOS (Negatif Metal Oxide Semiconductor).

Cara Kerja CMOS

Dalam Teknologi CMOS, baik Transistor tipe-N maupun Transistor tipe-P digunakan untuk merancang fungsi logika. Sinyal yang sama yang mengaktifkan (ON) salah satu tipe Transistor juga akan digunakan untuk mematikan (OFF) Transistor tipe lainnya. Karakteristik ini memungkinkan desain perangkat logika hanya menggunakan sakelar sederhana tanpa perlu menggunakan resistor pull-up.

Jadi, jika transistor tipe-P dan tipe-N memiliki gerbang yang terhubung ke input yang sama, MOSFET tipe-P akan ON ketika MOSFET tipe-N dalam keadaan OFF, dan sebaliknya. Jaringan diatur sedemikian rupa sehingga yang satu ON dan yang lainnya OFF untuk pola input apa pun.

CMOS menawarkan kecepatan yang relatif tinggi, disipasi daya rendah, margin noise tinggi di kedua statusnya dan akan beroperasi pada berbagai sumber dan tegangan input (asalkan tegangan sumber ditetapkan). Untuk pemahaman yang lebih baik tentang prinsip kerja Complementary Metal Oxide Semiconductor atau CMOS ini, kita perlu membahas secara singkat tentang gerbang logika CMOS seperti yang dijelaskan bawah ini.

CMOS Inverter

Rangkaian CMOS Inverter seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Ini terdiri dari 2 Transistor PMOS FET dan NMOS FET. Pada saat Input Vin tidak diberikan tegangan atau 0V, maka T1 akan ON dan T2 akan OFF. Arus listrik akan mengalir dari Vdd ke Vout sehingga tegangan Vout akan sama dengan Vdd atau Output Logika akan menjadi 1. Sebaliknya, apabila Vin diberikan tegangan tertentu, maka T1 akan OFF dan T2 akan ON. Arus listrik akan mengalir dari Gnd ke Vout sehingga tegangan Vout akan sama dengan Gnd atau Output Logikanya akan menjadi 0.

Rangkaian sederhana CMOS Inverter dan Truth Tabel atau Tabel kebenarannya CMOS Inverter ini dapat dilihat seperti tabel dibawah ini.