Tecnología CMOS

CMOS

 Definición:

El CMOS es un transistor que emplea dos MOSFET complementarios, donde uno conduce y el otro no. El inversor CMOS es un circuito digital básico. Los dispositivos CMOS tienen la ventaja de su bajo consumo de potencia; podemos decir que este transistor es un MOSFET de canal P y otro MOSFET de canal N, en donde estos dos dispositivos son complementarios; es decir, que tienen valores iguales y opuestos de VGS y de ID. A continuación se muestra el símbolo y la grafica característica de entrada y salida del CMOS.

Podemos observar que este circuito es muy parecido a un amplificador en clase B, porque un MOSFET conduce mientras el otro está en corte.

 Funcionamiento Básico:

Cuando un circuito CMOS se emplea en una aplicación de conmutación, la tensión de entrada puede ser alta (+VDD) o baja (0v). Si la tensión de entrada es alta, entonces Q1 está en corte y Q2 es la que conduce. En este caso, el Q2, cortocircuitado lleva la tensión de salida a masa. Por otro lado, si la tensión de entrada es baja, Q1, conduce y Q2 está en corte. Ahora, el Q1 cortocircuitado lleva la tensión de salida hasta +VDD. Como la tensión de salida esta invertida, el circuito se denomina Inversor CMOS, es decir, cuando la tensión de entrada es 0, la de salida es alta, cuando la tensión de entrada es alta, la de salida es baja; entre estos dos extremos hay un punto de cruce donde la tensión de entrada es igual a +VDD2, aquí, ambos MOSFET tienen la misma resistencia y la tensión de salida es igual a +VDD2.

 Ventajas y Desventajas de los CMOS.

Ventajas

 El bajo consumo de potencia estática, gracias a la alta impedancia de entrada de los transistores de tipo MOSFET y a que, en estado de reposo, un circuito CMOS sólo experimentará corrientes parásitas. Esto es debido a que en ninguno de los dos estados lógicos existe un camino directo entre la fuente de alimentación y el terminal de tierra, o lo que es lo mismo, uno de los dos transistores que forman el inversor CMOS básico se encuentra en la región de corte en estado estacionario.

 Gracias a su carácter regenerativo, los circuitos CMOS son robustos frente a ruido o degradación de señal debido a la impedancia del metal de interconexión.

 Los circuitos CMOS son sencillos de diseñar.

 La tecnología de fabricación está muy desarrollada, y es posible conseguir densidades de integración muy altas a un precio mucho menor que otras tecnologías.

Desventajas

 Debido al carácter capacitivo de los transistores MOSFET, y al hecho de que estos son empleados por duplicado en parejas nMOS-pMOS, la velocidad de los circuitos CMOS es comparativamente menor que la de otras familias lógicas.

 Son vulnerables a latch-up: Consiste en la existencia de un tiristor parásito en la estructura CMOS que entra en conducción cuando la salida

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