Täydentävä metallioksidipuolijohde tai CMOS on logiikan perusohjain, jota käytetään integroidussa piirissä. Täydentävää metallioksidipuolijohdesuunnittelutekniikkaa löytyy perinteisesti mikroprosessoreista, joita käytetään tietokoneissa, tietokoneen muistissa ja mobiilipainoteknologioissa, kuten matkapuhelimissa ja kämmenlaitteissa. CMOS-laitteen tärkein myyntivaltti on sen erittäin alhainen virrankulutus verrattuna muihin käytettävissä oleviin logiikkatekniikoihin, transistori-transistorilogiikka (TTL).
CMOS käyttää kahta eri metalliyhdistelmää luodakseen logiikkayhdyskäytävän, joka tulee komplementaariseen metallioksidipuolijohteeseen. Sellaisena näiden kahden metallin välinen vastus on erittäin korkea. Näin ollen noudattamalla Ohmin lakia, jonka mukaan jännite on yhtä suuri kuin virta -aika -vastus, sitä suurempi on vastus, sitä vähemmän virtaa tarvitaan tietyn jännitteen ylläpitämiseen.
Toinen tärkeä CMOS: n suunnitteluominaisuus on sen AND/OR -logiikkaohjain. Tämä ohjain sallii sen, että yksikkö on toiminnassa vain dynaamisen vaiheen aikana. Todellisessa maailmassa tämä tarkoittaa sitä, että logiikkaohjain on samanlainen kuin hana, joka sallii veden virrata vain silloin, kun käyttäjä sitä vaatii, eikä sen tarvitse aina virtaa toimiakseen.
CMOS -ohjain kuluttaa puolet loogisen ohjaimen tehosta, joka vaatii virtaa toimiakseen sekä dynaamisessa että staattisessa asennossa. Tämä tehokas virrankäyttö eri logiikkatoimintojen suorittamiseksi tekee tämän tyyppisestä logiikkaohjaimesta ihanteellisen sovelluksiin, joissa virtalähde on hyvin rajallinen. Yksi esimerkki on matkapuhelin, jonka on oltava toiminnassa useita tunteja tai jopa päiviä kerrallaan ilman virtajohtoa akun lataamiseksi.
Ensimmäisen täydentävän metallioksidipuolijohteen patentoi Fairchild Semiconductorin insinööri Frank Wanless vuonna 1967. RCA -yritys perusti CMOS: n ensimmäisen onnistuneen kaupallisen käytön vuonna 1968. Aluksi suurin haitta CMOS -logiikkayksikön käytössä oli nopeus, jolla logiikkatoiminnot voidaan suorittaa. Vaikka TTL -ohjain oli samanlainen, se pystyi suorittamaan toimintoja nopeammin, vaikka kulutti enemmän virtaa. Pienemmän virrankulutuksen ominaispiirre, insinöörit pystyivät pian nostamaan CMOS: n suorituskyvyn tasolle, joka oli paljon nopeampi kuin perinteiset TTL -ohjaimet.
Täydentävät metallioksidipuolijohteet rakennettiin alun perin alumiinista. Puolijohdeteollisuuden parannukset toivat kuitenkin mukana uusia metalleja, kuten tantaalia ja monipiiä. Nämä metallit ja muut yhdisteet tuottavat paljon vähemmän lämpöä ja ovat vähemmän alttiita vikaantumiselle kuin perinteiset alumiinikomponentit. Mitä vähemmän lämpöä elementti tuottaa, sitä tehokkaammin se käyttää eri toimintoihin tarvittavaa tehoa ja käyttää vähemmän akkuvirtaa.