在芯片设计领域，CMOS反相器作为基础且关键的电路单元，其工作原理早已被广泛探讨与熟知。此前，我曾撰写过一篇名为《芯片设计--反相器》的文章，深入剖析了反相器的工作原理，为众多读者揭开了其神秘的面纱。然而，理论与实践之间往往存在着一定的距离。对于那些致力于芯片逆向工程的工程师和技术人员来说，能够迅速且准确地从复杂的芯片实物结构中识别出CMOS反相器，是一项极为重要的技能。

今天，我将以一个实际的CMOS反相器实物为例，从逆向的角度出发，为大家简单介绍其在芯片中的具体呈现形式。通过这一过程，希望能够帮助各位读者在后续的逆向工程实践中，快速而准确地判断出CMOS反相器，从而为深入分析芯片的整体架构和功能奠定坚实的基础。

在芯片的微观世界中，CMOS反相器通常由一个P型MOSFET和一个N型MOSFET组成。这两个晶体管的源极和漏极分别相连，形成一个互补对称的结构。当输入信号为低电平时，N型MOSFET处于关闭状态，而P型MOSFET则导通，电流从电源流向输出端，使得输出端呈现高电平；反之，当输入信号为高电平时，P型MOSFET关闭，N型MOSFET导通，电流从输出端流向地，输出端呈现低电平。这种互补的工作方式使得CMOS反相器具有低功耗、高噪声容限以及快速开关速度等优点，广泛应用于各种数字电路中。

如下是今天供分析的CMOS反相器实物图，我们进行了简单的标注，并对芯片进行了去层以便各位读者更好的理解。

TOP层：可见4个MOS，一个NMOS和一个PMOS组成一个反相器，PMOS通常尺寸比NMOS大，以补偿其较低的载流子迁移率，实现平衡驱动。

去除顶层金属，可以更加清晰地看清楚NMOS和PMOS形貌及连线：MOS管采用多指交错结构，栅极（G）位于源极（S）和漏极（D）之间。这种设计能有效增加晶体管宽度，提升电流驱动能力。

功能分析

通过对晶体管连接的细致追踪，我们确认图像中是两个独立的CMOS反相器。以左侧单元为例：

1、NMOS晶体管：栅极接输入信号（In），源极接地（GND），漏极接PMOS漏极。

2、PMOS晶体管：栅极同样接（In），源极接电源（VDD），漏极接NMOS漏极。

总结：NMOS和PMOS的栅极共用输入，源极分别接GND和VDD，漏极相连形成输出。这正是标准CMOS反相器的典型配置，其功能是将输入信号进行逻辑反转。右侧单元结构与左侧完全一致，亦为独立反相器。

附录：反相器vs传输门对比

 以前上学时经常把反相器和传输门搞混，今天简单的比较一下两者的区别。

区分要点：

1、栅极连接：反相器栅极共用输入；传输门栅极接互补控制信号。

2、源漏极连接：反相器串联，输出在中间；传输门并联，信号直通。

3、高阻态：传输门独有，反相器无此状态。