इनवर्टर ( लॉजिक गेट)

संपूरक धातु-आक्साइड-अर्धचालक  -- ( या सीमॉस ) एकीकृत परिपथों के निर्माण के लिए एक प्रौद्योगिकी है।  प्रौद्योगिकी का प्रयोग माइक्रोप्रोसेसर्स, माइक्रोकंट्रोलर्स, स्थैतिक  तथा अन्य डिजिटल तर्क परिपथों में किया जाता है।  प्रौद्योगिकी का प्रयोग एनालॉग परिपथों की एक व्यापक श्रेणी, जैसे प्रतिबिंब संवेदकों, डाटा परिवर्तकों, तथा अत्यधिक एकीकृत ट्रांसीवर्स, में भी अनेक प्रकार के संप्रेषणों के लिए किया जाता है। सन 1967 में फ्रैंक वान्लास ( ) ने सफलतापूर्वक  का पेटेंट ( पेटेंट 3,356,858) करवाया.

कभी-कभी  का उल्लेख संपूरक-सममिति धातु-आक्साइड-अर्धचालक - -- (या -) के रूप में भी किया जाता है।
"संपूरक-सममिति" शब्द इस तथ्य को सूचित करते हैं कि  के साथ प्रयुक्त विशिष्ट डिजिटल रचना शैली तार्किक कार्यों के लिए धातु आक्साइड अर्धचालक क्षेत्र प्रभाव ट्रांज़िस्टर्स () के -प्रकार व -प्रकार के संपूरक और सममित जोड़ों का प्रयोग करती है। 

उच्च शोर प्रतिरोध-क्षमता एवं निम्न स्थैतिक ऊर्जा खपत  उपकरणों की दो महत्वपूर्ण विशेषताएं हैं। ऊर्जा की लक्षणीय मात्रा केवल तभी ली जाती है, जब  उपकरण में ट्रांज़िस्टर्स ऑन व ऑफ अवस्थाओं के बीच स्विचन कर रहे होते हैं। परिणामस्वरुप, तर्क के अन्य रूपों, उदाहरणार्थ ट्रांजिस्टर-ट्रांजिस्टर तर्क () या  तर्क, जो -चैनल उपकरणों के बिना सभी -चैनल उपकरणों का प्रयोग करता है, की तरह  उपकरण बहुत अधिक अपशिष्ट उष्मा उत्पन्न नहीं करते.  एक चिप पर तार्किक कार्यों के एक उच्च घनत्व की भी अनुमति देता है। यही मुख्य कारण है कि अस्सी के दशक में  स्पर्धा में विजयी हुआ और  चिप्स में क्रियान्वयन के लिए सर्वाधिक प्रयुक्त प्रौद्योगिकी बन गया.

वाक्यांश "धातु-आक्साइड-अर्धचालक" विशिष्ट क्षेत्र-प्रभाव ट्रांज़िस्टर्स की भौतिक संरचना का उल्लेख करता है, जिनमें एक आक्साइड उष्मावरोधी के शीर्ष पर एक धातु द्वार इलेक्ट्रोड होता है, जो पुनः एक अर्धचालक पदार्थ के शीर्ष पर स्थित होता है। किसी समय एल्यूमीनियम का प्रयोग किया जाता था, परन्तु अब यह पदार्थ पॉलीसिलिकॉन है। 45 नैनोमीटर नोड व आगे के लिये  व इंटेल () द्वारा की गई घोषणा के अनुसार  प्रक्रियाओं में उच्च- पारद्युतिक पदार्थों के आगमन के साथ ही अन्य धातु द्वारों ने भी वापसी की है।

 तकनीकी विवरण 

"", डिजिटल विद्युत-परिपथ तंत्र रचना की एक विशिष्ट शैली और एकीकृत परिपथों (चिप्स) पर उस विद्युत-परिपथ तंत्र के क्रियान्वयन के लिये प्रयुक्त प्रक्रियाओं के श्रेणी, दोनों को संदर्भित करता है।  विद्युत-परिपथ तंत्र स्थैतिक अवस्था में कम विद्युत नष्ट करता है और समान कार्यात्मकता वाले अन्य क्रियान्वयनों की तुलना में अधिक सघन होता है। चूंकि यह लाभ बढ़कर और अधिक महत्वपूर्ण हो गया है,  प्रक्रियाओं व उनके विभिन्न रूपों का वर्चस्व स्थापित होता जा रहा है, अतः आधुनिक एकीकृत परिपथों के एक बड़े भाग का उत्पादन  प्रक्रियाओं पर किया जाता है।

कम्प्यूटरों, दूरसंचार उपकरणों और सिग्नल प्रोसेसिंग उपकरणों में पाए जाने वाले लॉजिक गेट्स तथा अन्य डिजिटल परिपथों के क्रियान्वयन के लिये  परिपथ -प्रकार व -प्रकार के धातु-आक्साइड-अर्धचालक क्षेत्र-प्रभाव ट्रांज़िस्टर्स () के संयोजन का प्रयोग करते हैं। हालांकि  तर्क को असतत उपकरणों (उदाहरणार्थ, एक परिचयात्मक परिपथ श्रेणी में) के साथ क्रियान्वित किया जा सकता है, लेकिन विशिष्ट वाणिज्यिक  उत्पाद सिलिकॉन के 0.1 से 4 वर्ग सेंटीमीटर के बीच आकार वाले चौरस टुकड़ों पर दोनों प्रकार के लाखों (या सैकड़ों लाख) ट्रांज़िस्टर्स से मिलकर बने एकीकृत परिपथ होते हैं। इन उपकरणों को सामान्यतः "चिप्स ()" कहा जाता है, हालांकि उद्योग के अंतर्गत उनका उल्लेख "डाय ()" (एकवचन) या "डाइस ()", "डाइज़ ()", या "डाय ()" (बहुवचन) के रूप में भी किया जाता है।

 संघटन 

वोल्टेज स्रोत या धरातल () से आउटपुट तक पथों के निर्माण के लिये -प्रकार और -प्रकार के धातु-आक्साइड-अर्धचालक क्षेत्र-प्रभाव ट्रांज़िस्टर्स का प्रयोग ही  परिपथों को लॉजिक गेट्स के क्रियान्वयन की अनुमति देने वाला मुख्य सिद्धांत है। जब आउटपुट तक जाने वाला कोई पथ वोल्टेज स्रोत से निर्मित किया जाता है, तो परिपथ को ऊपर की ओर खिंचा हुआ ( ) कहा जाता है। अन्य परिपथ अवस्था तब उत्पन्न होती है, जब आउटपुट तक जाने वाला कोई पथ धरातल से निर्मित किया जाता है और आउटपुट को संभाव्य धरातल ( ) तक नीचे लाया जाता ( ) है।
 आउटपुट इनपुट का प्रतिलोम है 

स्टैटिक  इन्वर्टर
 परिपथों का निर्माण इसलिये किया जाता है ताकि सभी  ट्रांज़िस्टर्स में अनिवार्य रूप से वोल्टेज स्रोत या किसी अन्य  ट्रांज़िस्टर से प्राप्त इनपुट ही हो. इसी प्रकार सभी  ट्रांज़िस्टर्स में भी अनिवार्य रूप से धरातल या किसी अन्य  ट्रांज़िस्टर से प्राप्त इनपुट ही होना चाहिये. एक  ट्रांज़िस्टर की रचना एक निम्न गेट वोल्टेज लागू किये जाने पर अपने स्रोत और गंतव्य संपर्कों के बीच एक निम्न प्रतिरोध तथा उच्च गेट वोल्टेज लागू करने पर उच्च प्रतिरोध निर्मित करती है। दूसरी ओर, किसी  ट्रांज़िस्टर की रचना स्रोत व गंतव्य के बीच निम्न ग़ेट वोल्टेज लागू करने पर उच्च प्रतिरोध और उच्च गेट वोल्टेज लागू करने पर निम्न प्रतिरोध उत्पन्न करती है।

दाहिनी ओर बना चित्र यह दर्शाता है कि जब कोई इनपुट एक  ट्रांज़िस्टर (चित्र के शीर्ष पर) और एक  ट्रांज़िस्टर (चित्र में नीचे), दोनों से जोड़ा जाता है, तो क्या घटित होता है। जब इनपुट  का वोल्टेज कम होता है, तो  ट्रांज़िस्टर का चैनल उच्च प्रतिरोध अवस्था में होता है। यह  से धरातल तक प्रवाहित हो सकने वाली धारा को सीमित कर देता है।  ट्रांज़िस्टर का चैनल निम्न प्रतिरोध अवस्था में है और आपूर्ति से आउटपुट तक बहुत अधिक धारा प्रवाहित हो सकती है। चूंकि आपूर्ति वोल्टेज तथा  के बीच प्रतिरोध कम है, अतः  से ली गई एक धारा के कारण आपूर्ति वोल्टेज और  के बीच वोल्टेज में गिरावट भी कम होती है। अतः आउटपुट एक उच्च वोल्टेज प्रदर्शित करता है।

दूसरी ओर, जब इनपुट  का वोल्टेज उच्च होता है, तो  ट्रांज़िस्टर ऑफ (उच्च प्रतिरोध) अवस्था में होता है, अतः यह धनात्मक आपूर्ति से आउटपुट तक प्रवाहित हो रही धारा को सीमित कर देगा, जबकि  ट्रांज़िस्टर ऑन (निम्न प्रतिरोध) अवस्था में है, जिससे आउटपुट को धरातल की ओर जाने की अनुमति मिलती है। चूंकि  और धरातल के बीच प्रतिरोध कम है, अतः  को धरातल से ऊपर रखने पर  में जाने वाली धारा के वोल्टेज में गिरावट कम होती है। इस कम गिरावट के कारण आउटपुट एक निम्न वोल्टेज प्रदर्शित करता है। 

संक्षेप में,  और  ट्रांजिस्टर्स के आउटपुट इस प्रकार संपूरक होते हैं कि जब इनपुट निम्न होता है, तो आउटपुट उच्च होता है और जब इनपुट उच्च होता है, तो आउटपुट निम्न होता है। इनपुट और आउटपुट के इस विपरीत व्यवहार के कारण  परिपथ का आउटपुट इसके इनपुट का प्रतिलोम होता है।

 द्विविधता 

किसी  परिपथ के  ट्रांज़िस्टर्स और  ट्रांज़िस्टर्स के बीच उपस्थित द्विविधता इसकी एक महत्वपूर्ण विशेषता होती है। एक  परिपथ आउटपुट से विद्युत स्रोत अथवा धरातल तक सदैव ही एक पथ की उपस्थिति की अनुमति देने के लिये बनाया जाता है। इसकी पूर्ति के लिये, वोल्टेज स्रोत तक जाने वाले सभी पथों का समूह धरातल तक जाने वाले सभी पथों के समूह का संपूरक होना चाहिये. यह कार्य एक को दूसरे के  के संदर्भ में परिभाषित करके सरलतापूर्वक किया जा सकता है। डी मॉर्गन ( ) के सिद्धांतों पर आधारित तर्क के कारण, समानांतर ()  ट्रांज़िस्टर्स के अनुरूप  ट्रांज़िस्टर्स क्रमिक () होते हैं, जबकि क्रमिक  ट्रांज़िस्टर्स के अनुरूप  ट्रांज़िस्टर्स समानांतर होते हैं।

 तर्क 
125 लॉजिक में  गेट

अधिक जटिल तार्किक कार्यों, जैसे  तथा  गेट्स को शामिल करने वाले कार्य, के लिये तर्क को प्रदर्शित करने हेतु गेट्स के बीच पथ में परिवर्तन करने की आवश्यकता होती है। जब किसी पथ में क्रमिक () रूप से लगे दो ट्रांज़िस्टर्स शामिल होते हैं, तो दोनों ट्रांज़िस्टर्स में अपने संबंधित आपूर्ति वोल्टेज के प्रति निम्न प्रतिरोध होना चाहिये, जो एक  का निर्माण करता है। जब किसी पथ में समानांतर () रूप से लगे दो ट्रांज़िस्टर्स शामिल होते हैं, तो आपूर्ति वोल्टेज को आउटपुट से जोड़ने के लिये दोनों में से किसी एक में या दोनों ट्रांज़िस्टर्स में निम्न वोल्टेज होना चाहिये, जो एक  का निर्माण करता है।

 तर्क में एक  गेट का परिपथ चित्र दाहिनी ओर प्रदर्शित किया गया है। यदि  और  दोनों के इनपुट उच्च हैं, तो दोनों  ट्रांज़िस्टर्स (चित्र के निचले अर्ध-भाग में) संचालित () होंगे, दोनों में से कोई भी  ट्रांज़िस्टर्स संचालित नहीं होगा और आउटपुट व  (धरातल) के बीच एक सुचालक () पथ स्थापित होगा, जिससे आउटपुट निम्न हो जाएगा. यदि  अथवा  में से कोई इनपुट निम्न है, तो एक  ट्रांज़िस्टर संचालित नहीं होगा, एक  ट्रांज़िस्टर होगा और आउटपुट तथा  (वोल्टेज स्त्रोत) के बीच एक सुचालक पथ स्थापित होगा, जिससे आउटपुट उच्च हो जाएगा.

 की तुलना में  का एक लाभ यह है कि निम्न-से-उच्च (--) और उच्च-से-निम्न (--), दोनों आउटपुट रूपांतरण तीव्र होते हैं क्योंकि  तर्क के भार रजिस्टर्स के विपरीत चालू ( ) किये जाने पर पुल-अप (-) ट्रांज़िस्टर्स के बीच प्रतिरोध निम्न होता है। इसके अतिरिक्त, निम्न तथा उच्च पटरियों के बीच आउटपुट संकेत पूर्ण वोल्टेज पर झूलता है। यह शक्तिशाली, अधिक निकट रूप से सममित प्रतिक्रिया  को अधिक शोर प्रतिरोधी भी बनाती है। 

एक  परिपथ में विलंब की गणना करने की विधि के लिये तार्किक प्रयास देखें.

 उदाहरण: भौतिक अभिन्यास में  गेट 
150एक  सर्किट के शारीरिक लेआउट

यह उदाहरण एक  तर्क उपकरण को उस भौतिक प्रदर्शन के रूप में दर्शाता है, जैसा कि इसे उत्पादित किया जाएगा. भौतिक अभिन्यास परिप्रेक्ष्य, परतों के एक समूह का "विहंगम-दृष्टिकोण ('  )" है। परिपथ एक -प्रकार के अधःस्तर पर निर्मित किया गया है। पॉलीसिलिकॉन, विसरण () और - को "बुनियादी परतें ( )" कहा जाता है और इन्हें वास्तव में -प्रकार के अधःस्तर के खन्दकों () में प्रविष्ट किया जाता है। ये संपर्क आधार परतों और धातु की पहली परत (1) के बीच एक रोधक परत को भेदकर संयोजन बनाते हैं।

 के इनपुट (हरे रंग में प्रदर्शित) पॉलीसिलिकॉन हैं।  ट्रंज़िस्टर्स (उपकरण) पॉलीसिलिकॉन और विसरण के प्रतिच्छेदन द्वारा बनते हैं:  उपकरण के लिये  विसरण;  उपकरण के लिये  विसरण (चित्र में क्रमशः गेरुएं और पीले रंगों में प्रदर्शित). आउटपुट ("") धातु (हरिनील  रंग में प्रदर्शित) में जुड़ा होता है। धातु और पॉलीसिलिकॉन या विसरण के बीच संयोजन संपर्कों के माध्यम से बनाए जाते हैं (काले वर्गों द्वारा प्रदर्शित). भौतिक अभिन्यास का उदाहरण पिछले उदाहरण में दिये गये  तर्क परिपथ से मेल खाता है।

 उपकरण का उत्पादन एक -प्रकार के अधःस्तर पर किया जाता है। -उपकरण का उत्पादन एक -प्रकार के कूप (-) में किया जाता है। लैच-अप () को रोकने के लिये एक -प्रकार का अधःस्तर "टैप ()"  से जोड़ा जाता है और एक -प्रकार का - टैप  से जोड़ा जाता है।

500 गेट पर दो ट्रांजिस्टर दो अनुभाग में, -वेल और  प्रोसेस

 विद्युत: स्विचन और रिसाव 

 तर्क  तर्क परिपथों की तुलना में कम बिजली नष्ट करता है क्योंकि  केवल स्विचन करते समय ही बिजली लेता है ("गतिज विद्युत"). किसी आधुनिक 90 नैनोमीटर प्रक्रिया में, एक विशिष्ट  पर आउटपुट का स्विचन 120 पिकोसेकंड्स ले सकता है और ऐसा प्रत्येक दस नैनोसेकंड्स पर होगा. जब भी आउटपुट निम्न हो, तो  तर्क विद्युत नष्ट करता है ("स्थैतिज विद्युत"), क्योंकि भार प्रतिरोधी तथा -प्रकार के नेटवर्क के द्वारा  से  तक एक धारा-पथ होता है।

जब भी  परिपथों का स्विचन किया जाता है, तो वे विभिन्न भार धारिताओं (अधिकांशतः गेट और तार धारिता, परंतु निष्कासन और कुछ स्रोत धारिताएं भी) को आवेशित करके विद्युत नष्ट करते हैं। वेष्टित आवेश वोल्टेज परिवर्तन और धारिता का गुणनफल होता है। प्रयुक्त धारा को प्राप्त करने के लिये भार धारिताओं पर स्विचन आवृत्ति से गुणा करें और किसी  उपकरण द्वारा नष्ट की गई अभिलक्षणिक स्विचन विद्युत को प्राप्त करने के लिये पुनः वोल्टेज से गुणा करें: 

1990 के दशक में चिप पर तार अधिक संकरे हो जाने और लंबे तार अधिक प्रतिरोधक बन जाने के कारण विद्युत खपत का एक अतिरिक्त रूप लक्षणीय बन गया. उन प्रतिरोधक तारों के अंत पर स्थित  गेट्स धीमे इनपुट रूपांतरण देखते हैं। इन रूपांतरणों के बीच में,  और  दोनों नेटवर्क आंशिक रूप से सुचालक होते हैं और धारा सीधे  से  तक प्रवाहित होती है। इस प्रकार प्रयोग की गई विद्युत को लोहदंड () विद्युत कहा जाता है। अशक्त रूप से चालित लंबे पतले तारों से बचाने वाली सतर्कतापूर्ण रचना ने इस प्रभाव को सुधार दिया है और लौह्दंड विद्युत लगभग सदैव ही स्विचन विद्युत से बहुत कम होती है।

 और  दोनों ट्रांज़िस्टर्स में एक गेट-स्त्रोत सीमारेखा वोल्टेज ( ) होता है, जिसके नीचे उपकरण से प्रवाहित धारा (जिसे उप-सीमारेखा  धारा कहते हैं) बहुत अधिक घट जाती है। ऐतिहासिक रूप से,  डिज़ाइन उनके सीमारेखा वोल्टेज से बहुत अधिक आपूर्ति वोल्टेज (, 5 रहा होगा और  तथा  दोनों के लिये , 700 रहा होगा) पर कार्य करते थे। लगभग शून्य सीमारेखा वोल्टेज वाला एक विशेष प्रकार का  ट्रांज़िस्टर मूल () ट्रांज़िस्टर है।

रचना की गति बढ़ाने के लिये उत्पादक उन निर्माणों की ओर चले गए हैं, जिनकी वोल्टेज सीमारेखाएं कम होती हैं; लेकिन इसके कारण 200  के  वाले एक आधुनिक  ट्रांज़िस्टर में लक्षणीय उप-सीमारेखा रिसाव ( ) धारा होती है। ऐसी रचनाएं (उदा. डेस्कटॉप प्रोसेसर्स), जिनमें परिपथों की एक बड़ी मात्रा शामिल होती है, यदि वे सक्रिय स्विचन न कर रहीं हों, तब भी वे इस रिसाव धारा के कारण बिजली की खपत करती हैं। रिसाव विद्युत ऐसी रचनाओं द्वारा प्रयुक्त कुल विद्युत का एक बड़ा भाग होती है। आगे प्रौद्योगिकी की उन्नतियों, जो अधिक पतले गेट पारद्युतिकों का प्रयोग करती हैं, में अत्यधिक पतले गेट पारद्युतिक से होकर धारा की सुरंग बनाने () के कारण एक अतिरिक्त रिसाव घटक होता है। सिलिकॉन डाइ आक्साइड, जो कि पारंपरिक गेट पारद्युतिक है, के स्थान पर उच्च- पारद्युतिकों का प्रयोग समान उपकरण प्रदर्शन, लेकिन एक मोटे गेट उष्मावरोधी के साथ, की अनुमति देता है और इस प्रकार इस धारा से बचाता है। नए पदार्थ और तंत्र रचना का प्रयोग करके रिसाव विद्युत में कमी  के प्रवर्धन को शक्ति प्रदान करने के लिये महत्वपूर्ण है। रिसाव और कमी की विधियों का एक अच्छा अवलोकन पुस्तक,       0-387-25737-3 में वर्णित किया गया है।

 एनालॉग  

डिजिटल अनुप्रयोगों के अलावा,  प्रौद्योगिकी का प्रयोग एनालॉग अनुप्रयोगों में भी किया जाता है। उदाहरण के लिए,  प्रचालनात्मक प्रवर्धक ( )  बाज़ार में उपलब्ध हैं। पूरी माइक्रोवेव आवृत्तियों तक सभी  अनुप्रयोगों के लिये भी  प्रौद्योगिकी का प्रयोग व्यापक रूप से किया जाता है। दरअसल,  प्रौद्योगिकी का प्रयोग मिश्रित-संकेत (एनालॉगडिजिटल) अनुप्रयोगों के लिये किया जाता है।

 तापमान सीमा 

पारंपरिक  उपकरण -55  से 125  की सीमा में कार्य करते हैं। अगस्त 2008 में सबसे पहली बार यह सैद्धांतिक संकेत प्राप्त हुए कि सिलिकॉन  40 केल्विन, या -233  तक निम्न तापमान पर कार्य करेंगे.एडवर्ड्स सी, "तापमान नियंत्रण", इंजीनियरिंग और प्रौद्योगिकी पत्रिका 26 जुलाई - 8 अगस्त 2008,  तब से     प्रोसेसर्स को तरल नाइट्रोजन और तरल हीलियम शीतलन के संयोजन के साथ प्रयोग करके 40 केल्विन के निकट कार्यात्मक तापमान हासिल किये जाते रहे हैं।

सीमॉस की खोज किसने की

सीमॉस की खोज 1963 मे   द्वारा कीया गया था । 

 इन्हें भी देखें 
 
 
 गेट समकक्ष ()
 एलेक्ट्रिक (सॉफ्टवेयर) और मैजिक मुक्त स्रोत सॉफ़्टवेयर हैं, जिसका प्रयोग अक्सर  सर्किट के अभिन्यास के लिए होता है।

 सन्दर्भ 

 आगे के पठन के लिए 

  :..20110708170335:.
 
  :..20110904011145:..
 

 बाहरी कड़ियाँ 
  गेट डिस्क्रिप्शन और इंटरैक्टिव इलस्ट्रेशंस
  एक "सामान्य प्रयोजन"  लेआउट  टूल. यह एक मुफ्त डाउनलोड है और  सर्किट लेआउट के लिए एक उपकरण के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।
 -. पर  लॉजिक
 कैसे पता करे   सही है या ख़राब 

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