Tecnología CMOS

La idea y conceptos básicos de la circuitería CMOS fueron inventados en 1963 por Frank Wanlass mientras trabajaba en Fairchild Semiconductor. La idea principal era que los circuitos fueran fabricados con dispositivos MOS (Metal Oxide Semiconductor) complementarios (NMOS y PMOS).

Circuitos en tecnología CMOS: área pequeña, alta velocidad de operación, disipación baja de potencia, pocos defectos, miniaturización.

Inicialmente la tecnología CMOS era exclusiva del diseño digital, pero el constante empuje para disminuir costos e incrementar la funcionabilidad de los circuitos integrados, ha resultado en el uso de circuitos analógicos, analógicos/digitales y de señal mezclada en un mismo substrato, para así trasladar los procesos analógicos al dominio digital.

Todas las señales que se encuentran en la naturaleza tienen una forma analógica. El procesamiento de estas señales se realiza de manera más efectiva en el dominio digital (alta precisión, almacenamiento sin pérdidas y de alta densidad con perfecta reproducibilidad, flexibilidad y alto rendimiento, bajo costo, pequeño tamaño y bajo consumo).

Los convertidores son circuitos que cambian una señal de tipo analógica a una de tipo digital o viceversa.

El convertidor analógico/digital es un circuito que transforma una señal continua en el tiempo y en amplitud en una señal discreta en el tiempo y con su amplitud cuantificada y codificada.

Para que no exista pérdida de información es necesario cumplir con el criterio de Nyquist, el cual define la frecuencia con la que debe ser muestreada una señal para representar una señal analógica de manera exacta:

f_s=2f_0

El filtro anti-aliasing elimina los componentes espectrales que están por encima del 50% del valor de la frecuencia de muestreo a la cual trabaja el circuito S/H, y de esta manera cumplir con los postulados de Nyquist. El circuito S/H muestrea la señal limitada en banda que se obtiene a la salida del filtro, produciendo una señal en tiempo discreto; el cuantizador toma dicha señal y mapea el rango de amplitudes continuas en un conjunto de niveles discretos y, finalmente, el codificador asigna un código binario a cada uno de los niveles discretos.

La necesidad de diseñar ADCs ΣΔ de alto desempeño en tecnologías de construcción digitales aunado con el vertiginoso ritmo impuesto por la evolución de la tecnología ha motivado el interés por las herramientas CAD, las cuales pueden optimizar el proceso de diseño en términos de eficiencia y bajo tiempo de lanzamiento al mercado.

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