Bardzo małe tranzystory CMOS, o wielkości rzędu 20 × 20 nm, uzyskują ograniczenie jednoelektronowe, gdy działają w temperaturze kriogenicznej w zakresie od −269 °C (4 K) do około −258 °C (15 K). Tranzystor taki wykazuje blokadę Coulomba z powodu postępującego, jeden po drugim, ładowania elektronów. Ilość elektronów zamkniętych w kanale jest napędzana przez napięcie bramki, poczynając od zera elektronów, może być ustawiona na 1 lub więcej.

Podział układów CMOS Układy CMOS można podzielić na cztery główne kategorie: Układy do zastosowań masowych, o niewielkiej szybkości działania. Przykładem są układy zegarkowe i proste, nieprogramowalne układy kalkulatorowe. Układy programowalne (takie jak układy PLD i FPGA) i specjalizowane (ASIC). Uniwersalne układy cyfrowe LSI i VLSI, głównie układy mikroprocesorowe i pamięciowe. Uniwersalne układy cyfrowe SSI i MSI, stanowiące funkcjonalne odpowiedniki układów TTL.

Podstawowy układ CMOS thumb|210px|Inwerter wykonany w technologii CMOS (bramka logiczna NOT) Podstawowym układem CMOS jest Bramka NOT (inwerter), składająca się z dwóch komplementarnych tranzystorów MOS,