现代单片机主要是采用CMOS工艺制成的。
1、MOS管 MOS管又分为两种类型：N型和P型。如下图所示：
以N型管为例，2端为控制端，称为“栅极”；3端通常接地，称为“源极”；源极电压记作Vss，1端接正电压，称为“漏极”，漏极电压记作VDD。要使1端与3端导通，栅极2上要加高电平。
对P型管，栅极、源极、漏极分别为5端、4端、6端。要使4端与6端导通，栅极5要加低电平。
在CMOS工艺制成的逻辑器件或单片机中，N型管与P型管往往是成对出现的。同时出现的这两个CMOS管，任何时候，只要一只导通，另一只则不导通（即“截止”或“关断”），所以称为“互补型CMOS管”。
2、CMOS逻辑电平
高速CMOS电路的电源电压VDD通常为+5V；Vss接地，是0V。
高电平视为逻辑“1”，电平值的范围为：VDD的65%～VDD（或者VDD-1.5V～VDD）
低电平视作逻辑“0”，要求不超过VDD的35%或0～1.5V。
+1.5V～+3.5V应看作不确定电平。在硬件设计中要避免出现不确定电平。
近年来，随着亚微米技术的发展，单片机的电源呈下降趋势。低电源电压有助于降低功耗。VDD为3.3V的CMOS器件已大量使用。在便携式应用中，VDD为2.7V，甚至1.8V的单片机也已经出现。将来电源电压还会继续下降，降到0.9V，但低于VDD的35%的电平视为逻辑“0”，高于VDD的65%的电平视为逻辑“1”的规律仍然是适用的。
3、非门
非门（反向器）是最简单的门电路，由一对CMOS管组成。其工作原理如下：
A端为高电平时，P型管截止，N型管导通，输出端C的电平与Vss保持一致，输出低电平；A端为低电平时，P型管导通，N型管截止，输出端C的电平与VDD一致，输出高电平。
4、与非门
与非门工作原理：
①、A、B输入均为低电平时，1、2管导通，3、4管截止，C端电压与VDD一致，输出高电平。
②、A输入高电平，B输入低电平时，1、3管导通，2、4管截止，C端电位与1管的漏极保持一致，输出高电平。
③、A输入低电平，B输入高电平时，情况与②类似，亦输出高电平。
④、A、B输入均为高电平时，1、2管截止，3、4管导通，C端电压与地一致，输出低电平。 | 
