Circuitos integrados
- 2. ¿Qué es un chips? CMOS (del inglés complementary metal-oxide-semiconductor , "estructuras semiconductor-óxido-metal complementarias") es una de las familias lógicas empleadas en la fabricación de circuitos integrados (chips). Su principal característica consiste en la utilización conjunta de transistores de tipo pMOS y tipo nMOS configurados de tal forma que, en estado de reposo, el consumo de energía es únicamente el debido a las corrientes parásitas.
- 3. ¿Cómo se construyen los circuitos integrados? En la actualidad, la mayoría de los circuitos integrados que se fabrican utilizan la tecnología CMOS. Esto incluye microprocesadores , memorias , DSPs y muchos otros tipos de chips digitales. Cuando la entrada es 1 , el transistor nMOS está en estado de conducción. Al estar su fuente conectada a tierra ( 0 ), el valor 0 se propaga al drenador y por lo tanto a la salida de la puerta lógica. El transistor pMOS, por el contrario, está en estado de no conducción Cuando la entrada es 0 , el transistor pMOS está en estado de conducción. Al estar su fuente conectada a la alimentación ( 1 ), el valor 1 se propaga al drenador y por lo tanto a la salida de la puerta lógica. El transistor nMOS, por el contrario, está en estado de no conducción. Otra de las características importantes de los circuitos CMOS es que son regenerativos : una señal degradada que acometa una puerta lógica CMOS se verá restaurada a su valor lógico inicial 0 ó 1, siempre y cuando aún esté dentro de los márgenes de ruido que el circuito pueda tolerar
- 4. ¿cuando fue desarrolada la tecnologia cmos? La tecnología CMOS fue desarrollada por Wanlass y Sah , de Fairchild Semiconductor , a principios de los años 60. Sin embargo, su introducción comercial se debe a RCA , con su famosa familia lógica CD4000. Posteriormente, la introducción de un búfer y mejoras en el proceso de oxidación local condujeron a la introducción de la serie 4000B, de gran éxito debido a su bajo consumo (prácticamente cero, en condiciones estáticas) y gran margen de alimentación (de 3 a 18 V). RCA también fabricó LSI en esta tecnología, como su familia COSMAC de amplia aceptación en determinados sectores, a pesar de ser un producto caro, debido a la mayor dificultad de fabricación frente a dispositivos NMOS .
- 5. Problemas del chips Hay tres problemas principales relacionados con la tecnología CMOS, aunque no son exclusivos de ella: Sensibilidad a las cargas estáticas . Históricamente, este problema se ha resuelto mediante protecciones en las entradas del circuito. Pueden ser diodos en inversa conectados a masa y a la alimentación, que, además de proteger el dispositivo, reducen los transitorios o zener conectados a masa. Este último método permite quitar la alimentación de un sólo dispositivo. Latch -up : Consiste en la existencia de un tiristor parásito en la estructura cmos que se dispara cuando la salida supera la alimentación. Esto se produce con relativa facilidad cuando existen transitorios por usar líneas largas mal adaptadas, excesiva impedancia en la alimentación o alimentación mal desacoplada. El Latch-Up produce un camino de baja resistencia a la corriente de alimentación, de modo que, si no se ha previsto, acarrea la destrucción del dispositivo. Las últimas tecnologías se anuncian como inmunes al latch-up. Resistencia a la radiación . El comportamiento de la estructura MOS es sumamente sensible a la existencia de cargas atrapadas en el óxido. Una partícula alfa o beta que atraviese un chip CMOS puede dejar cargas a su paso, cambiando la tensión umbral de los transistores y deteriorando o inutilizando el dispositivo. Por ello existen circuitos "endurecidos" ( Hardened ), fabricados habitualmente en silicio sobre aislante (SOI)