由MOSFET构成的芯片逻辑门的最基本单元CMOS介绍

介绍了芯片最基本的单元——MOSFET，和由MOSFET构成的芯片逻辑门的最基本单元——CMOS。

MOSFET

芯片最底层的原理二进制运算，所以我们要用最基本的电子元件来模拟1和0，通电为1，不通电为0。 接下来我们就介绍一下可以达成这样目的的元件。

我们在半导体硅里进行两种掺杂，如上图上两个小u型槽里进行N型掺杂，其他的地方进行P型掺杂，这样N型掺杂与P型掺杂的界面会形成耗尽层。

上图中，上下电路为电路一，左右连接N极的为电路二。 由于没有打开电路一，电路二由于耗尽层的影响两个N极不能连通。所以上面的小灯泡是亮不了的。这就是二进制里的0的情况。

但是现在我们打开电路一，这时电子会往正极偏转，就把原本的耗尽层往下移，于是两个N极就接通了，这时电路二就通了。就这样我们就可以通过偏转电路的开关来控制主路的通电和断电。这也就是二进制里的1。

这就是MOSFET，上图所示为各个极的名称：源极、栅极、漏极。同时我们可以把掺杂反过来得到PMOS。

CMOS

前面是晶体管的介绍，我们继续来讲CMOS的构造与非门也就是逻辑门的最基础的部分。

如上图把PMOS的源极与NMOS的漏极相连接我们就得到了一个COMS，我们再来看COMS是如何工作的？

如上图我们把PMOS的漏极接上高电压，同时把NMOS的源极接上低电压，当我们在他们的栅极A加正向偏压，这时只有NMOS是导通的，所以B电极就与低电压相通了。

当我们输入的是正向偏压时，我们就得到了低电压，我们可以设定高电压为1、低电压为0这样就是输入的是1得到的结果是0。

反之我们输入反向偏压也就是低电压，B就连通了高电压，也就是输入是0输出是1。于是我们就这样得到了一个非门，是最基础的逻辑门单元。

其实芯片的底层就是一个个开关组成的，也就是大量的晶体管，光刻其实就是在硅片上刻出一个个晶体管。

源极、栅极、漏极组成MOSFET开关

MOSFET制造图：源极、栅极、漏极 各种晶体管组成逻辑门：

逻辑门组成运算器：

最后组成只有一个指甲大小的芯片：