다음 사진은 nmos 와 pmos 로 기초반도체를 통해 어떻게 동작을 하는지 확인하였다.
간략하게 nmos의 동작을 살펴보면, gate에 양의 전압 인가시 Source 와 Drain 중 더 높은 전압을 지닌 곳에서 낮은 전압을 지닌 곳으로 이동하는 channel이 형성된다.
따라서 MOS transistor는 전압으로 Source & Drain 사이의 스위치를 제어하는 역할을 한다.
이를 기호로서 보았을 때 pmos의 앞에는 작은 o 기호가 있음을 유의하자.
다음 사진에서 g = 0 은 gate에 전압을 인가하지 않았음을 뜻하고, g = 1 은 gate에 전압이 인가되었음을 뜻한다.
이제 이를 이용하여 CMOS Logic으로 여러 논리회로를 만들어보겠다.
INVERTER gate
Inverter는 전압쪽에는 pmos를 접지쪽에는 nmos를 연결 후 A 입력단에 값을 넣으면 0일때는 nmos가 on , pmos 는 off 상태가 된다. 반대로 1일때는 nmos = off , pmos = on 이다.
| A | Y |
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
(여기서 0 과 1은 논리값을 의미한다.)
NAND gate
NAND gate의 경우 pmos 는 병렬로 배치하여 mos 가 하나만 켜져도 출력신호가 나타나지만, nmos는 직렬로 배치하여 모든 mos가 켜져야 출력신호가 나타나게 설계하였다.
따라서 A 와 B 에 값을 대입하여 나온 gate의 상태도는 다음과 같다.
| A | B | PULL-DOWN Network | Pull-Up Network | Y |
| 0 | 0 | OFF | ON | 1 |
| 0 | 1 | OFF | ON | 1 |
| 1 | 0 | OFF | ON | 1 |
| 1 | 1 | ON | OFF | 0 |
NOR gate
NAND gate 와는 반대로 pmos가 직렬로 배치되고, nmos는 병렬로 배치하여 설계가 되었다.
따라서 A 와 B 에 값을 대입하여 나온 gate의 상태도는 다음과 같다.
| A | B | Y |
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 |