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CMOS(complementary metal–oxide–semiconductor, 시모스) 또는COS-MOS(complementary-symmetry metal-oxide-semiconductor)는집적 회로의 한 종류로,마이크로프로세서나SRAM 등의디지털 회로를 구성하는 데에 이용된다.메인보드에 내장된 소형 전지로 구동되는반도체 칩으로 전원이 꺼져도 저장된 설정 정보를 유지할 수 있다.상보성 금속 산화막 반도체(相補性 金屬 酸化膜 半導體)라는 용어도 통용된다.
P 채널과 N 채널의MOSFET를 전원 전압 간에 직렬로 구성하고 입력은 두가지 MOSFET의 게이트에 같이 연결하고 출력은 두가지 MOSFET 드레인 사이에 연결한집적 회로의 구조이다. 이 경우 각 MOSFET는 스위치로 간주될 수 있으며 같은 입력신호에 대하여 P 채널과 N 채널이 서로 반대로 동작하므로 전원전압과 접지사이에 기본적으로 흐르는블리딩 전류(bleeding current)가 거의 없어지므로TTL 논리 소자에 비해 소비 전력이 적은논리 회로를 구현할 수 있고, 부하를 면적을 많이 차지하는 저항이 아닌 MOSFET를 사용하므로 집적도를 향상시킬 수 있다.
MOSFET의 동작 영역에서 직류 전달 특성은 선형 영역에서 출력 전압이 입력 전압과 거의 같고, 포화 영역에서 출력 전압은 게이트 전압에서 「문턱 전압」을 뺀 값이 된다. P-MOSFET가 포화 영역일 때 N-MOSFET는 선형 영역이고, N-MOSFET가 포화 영역일 때 P-MOSFET는 선형 영역이다. 시모스의 동작 영역의 대부분은 선형 영역이다. 엄밀하게 양자의 「문턱 전압」이 겹치는 영역이 존재하므로, 사용하지 않는 입력 단자는 문턱 전압 영역에 들어가지 않도록 풀업 또는 풀다운에 연결해 주는 것이 좋다.
시모스 구조에서 게이트 전압에 입력되는 제어 펄스를 "1"에서 "0"으로 변경했을 경우에 노이즈 없이 이전의 출력을 할 수 있고, "0"에서 "1"로 변경했을 경우 역시 노이즈 없이 입력 신호를 출력할 수 있다.
시모스 구조의 논리 회로는 전원 전압을 낮게 하면 소비 전력이 적은 반면, 전달 지연 시간이 커지는 특성을 가지고 있다. 제조 프로세서가 개선되어 낮은 전압의 동작과 고속 동작을 할 수 있게 되었다.
1990년대가 되면서반도체 메모리나마이크로프로세서의 논리IC는 대부분 시모스 구조가 되었으며, 작은 규모의전원 회로,아날로그-디지털 변환회로,디지털-아날로그 변환회로 등이 포함되어 제작하기 시작하였다.
단일 전원으로 시모스 수준의 입출력 인터페이스로 통일된 집적회로이다. (74HCT나 74ACT처럼 입력 논리 수준을TTL에 맞춘 형태도 있음.)
| 형태 이름 | 전원 전압 범위 (V) | 지연 (ns) | 정지시 전류 (μA/Gate) | 특징 |
|---|---|---|---|---|
| 4000 | 3 - 15 | 30 | 200 | 초기의 표준 제품 |
| 74HC | 2 - 6 | 10 | 23 | 74시리즈와 핀 배치 호환 |
| 74AC | 2 - 5.5 | 8.5 | 40 | HC를 고속으로 동작하게 함 |
| 74LVX | 2 - 3.6 | 12 | 20 | 3.3V전용 |
| 74LCX | 2 - 3.6 | 6.5 | 10 | 3.3V전용 고속 제품 |
| 74VCX | 1.8 - 3.6 | 2.5 | 20 | 2.0V대응 |
Vcc : 전원 전압
