El más popular Tecnología MOSFET (tecnología de semiconductores) disponible en la actualidad es la tecnología CMOS o la tecnología MOS complementaria. La tecnología CMOS es la tecnología de semiconductores líder para ASIC, memorias y microprocesadores. La principal ventaja de la tecnología CMOS sobre la tecnología BIPOLAR y NMOS es la disipación de energía: cuando se conmuta el circuito, solo se disipa la energía. Esto permite instalar muchas puertas CMOS en un circuito integrado que en la tecnología Bipolar y NMOS. Este artículo analiza la diferencia entre la tecnología CMOS y NMOS.

Introducción a la tecnología IC

Silicio Tecnología IC se pueden clasificar en tipos: Bipolar, un semiconductor de óxido metálico y BiCMOS.

Tecnología IC

La estructura de los transistores bipolares tiene PNP o NPN. En estos tipos de transistores , la pequeña cantidad de corriente en la capa base más gruesa controla las grandes corrientes entre el emisor y el colector. Las corrientes base limitan la densidad de integración de los dispositivos bipolares.

Un semiconductor de óxido de metal se clasifica además en diferentes tecnologías bajo PMOS, NMOS y CMOS. Estos dispositivos incluyen un semiconductor, óxido y una puerta de metal. Actualmente, el polisilicio se usa más comúnmente como puerta. Cuando se aplica voltaje a la puerta, controla la corriente entre la fuente y el drenaje. Dado que consumen menos energía y MOS permite una mayor integración.

Tecnología BiCMOS emplea transistores CMOS y bipolares que están integrados en el mismo chip semiconductor. La tecnología CMOS ofrece alta impedancia I / P y baja O / P, alta densidad de empaquetamiento, márgenes de ruido simétricos y baja disipación de potencia. La tecnología BiCMOS ha hecho posible combinar dispositivos bipolares y transistores CMOS en un solo proceso a un costo razonable para lograr la integración de alta densidad de la lógica MOS

La diferencia entre la tecnología CMOS y NMOS

La diferencia entre la tecnología CMOS y la tecnología NMOS se puede diferenciar fácilmente con sus principios de funcionamiento, ventajas y desventajas, como se discutió.

Tecnología CMOS

Se utiliza un semiconductor complementario de óxido de metal (tecnología CMOS) para construir circuitos integrados y esta tecnología se utiliza en circuitos lógicos digitales, microprocesadores, microcontroladores y RAM estática. La tecnología CMOS también se utiliza en varios circuitos analógicos como convertidores de datos, sensores de imagen y en transceptores altamente integrados. Las principales características de la tecnología CMOS son el bajo consumo de energía estática y la alta inmunidad al ruido.

“cómo construir un circuito simple ”

Semiconductor complementario de óxido metálico

CMOS (semiconductor de óxido de metal complementario) es un chip semiconductor integrado que funciona con baterías y que se utiliza para almacenar los datos dentro de las computadoras. Estos datos van desde la hora y fecha del sistema hasta la configuración del hardware de un sistema para su computadora. El mejor ejemplo de este CMOS es una batería de tipo botón que se utiliza para alimentar la memoria del CMOS.

Cuando un par de transistores están en condición de APAGADO, la combinación de serie consume una potencia significativa solo durante el cambio entre los estados de ENCENDIDO y APAGADO. Por lo tanto, los dispositivos MOS no generan tanto calor residual como otras formas de lógica. Por ejemplo, TTL ( Lógica transistor-transistor ) o lógica MOS, que normalmente tienen alguna corriente permanente incluso cuando no cambian de estado. Esto permite una alta densidad de funciones lógicas en un chip. Por este motivo, esta tecnología es la más utilizada y se implementa en chips VLSI.

La vida útil de la batería CMOS

La vida útil típica de una batería CMOS es de aproximadamente 10 años. Pero esto puede cambiar según la utilización y el entorno en el que se encuentre la computadora. Si la batería CMOS se daña, la computadora no puede mantener la hora exacta, de lo contrario, una vez que se apaga. Por ejemplo, una vez que se enciende la computadora, la fecha y la hora se pueden notar como si estuvieran configuradas a las 12:00 p.m. y el 1 de enero de 1990. Entonces, este error especifica principalmente que la batería del CMOS falló.

Inversor CMOS

Para cualquier tecnología IC en el diseño de circuitos digitales, el elemento básico es el inversor lógico. Una vez que se comprende cuidadosamente el funcionamiento de un circuito inversor, los resultados se pueden extender al diseño de puertas lógicas y circuitos complejos.

Los inversores CMOS son los inversores MOSFET más utilizados, que se utilizan en el diseño de chips. Estos inversores pueden funcionar a alta velocidad y con menos pérdida de energía. Además, el inversor CMOS tiene buenas características de búfer lógico. La breve descripción de los inversores proporciona una comprensión básica del funcionamiento del inversor. Estados MOSFET a diferentes voltajes i / p y pérdidas de potencia debido a la corriente eléctrica.

Inversor CMOS

Un inversor CMOS tiene un PMOS y un transistor NMOS que está conectado en los terminales de puerta y drenaje, un suministro de voltaje VDD en el terminal de fuente PMOS y un GND conectado en el terminal de fuente NMOS, donde Vin está conectado a los terminales de puerta y Vout está conectado a los terminales de drenaje.

Es importante notar que el CMOS no tiene resistencias, lo que lo hace más eficiente energéticamente que un inversor MOSFET de resistencia regular. Como el voltaje en la entrada del dispositivo CMOS varía entre 0 y 5 voltios, el estado de NMOS y PMOS varía en consecuencia. Si modelamos cada transistor como un simple interruptor activado por Vin, las operaciones del inversor se pueden ver muy fácilmente.

Ventajas CMOS

Los transistores CMOS utilizan la energía eléctrica de manera eficiente.

Estos dispositivos se utilizan en una variedad de aplicaciones con circuitos analógicos como sensores de imagen, convertidores de datos, etc. Las ventajas de la tecnología CMOS sobre NMOS son las siguientes.
Consumo de energía estática muy bajo
Reducir la complejidad del circuito
La alta densidad de funciones lógicas en un chip
Bajo consumo de energía estática
Alta inmunidad al ruido
Cuando los transistores CMOS cambian de una condición a otra, utilizan corriente eléctrica.
Además, los semiconductores complementarios limitan el voltaje o / p trabajando mutuamente. El resultado es un diseño de bajo consumo que proporciona menos calor.
Por esta razón, estos transistores han cambiado otros diseños anteriores, como los CCD en los sensores de las cámaras, así como los utilizados en la mayoría de los procesadores actuales.

Aplicaciones CMOS

El CMOS es un tipo de chip que se alimenta a través de una batería que se utiliza para almacenar la configuración de un disco duro y otros datos.

Por lo general, los chips CMOS proporcionan RTC (reloj en tiempo real), así como memoria CMOS dentro de un microcontrolador y un microprocesador.

Tecnología NMOS

La lógica NMOS utiliza MOSFET de tipo n para operar mediante la creación de una capa de inversión dentro de un transistor de tipo p. Esta capa se conoce como la capa de canal n que conduce electrones entre terminales de fuente y drenaje de tipo n. Este canal se puede crear aplicando voltaje hacia el tercer terminal, es decir, el terminal de puerta. Al igual que otros transistores de efecto de campo semiconductores de óxido metálico, los transistores nMOS incluyen diferentes modos de operación como corte, triodo, saturación y saturación de velocidad.

La familia lógica de NMOS utiliza MOSFETS de canal N. Los dispositivos NMOS (MOS de canal N) necesitan una región de chip más pequeña para cada transistor en comparación con los dispositivos de canal P, donde NMOS proporciona una mayor densidad. La familia lógica NMOS también ofrece alta velocidad debido a la alta movilidad de los portadores de carga dentro de los dispositivos de canal N.

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Entonces, la mayoría de los microprocesadores y dispositivos MOS usan lógica NMOS, de lo contrario, algunas variaciones estructurales como DMOS, HMOS, VMOS y DMOS para reducir el retraso de propagación.

NMOS no es más que un semiconductor de óxido metálico de canal negativo que se pronuncia como en-musgo. Es un tipo de semiconductor que se carga negativamente. De modo que los transistores se encienden / apagan mediante el movimiento de los electrones. Por el contrario, el canal positivo MOS -PMOS funciona moviendo las vacantes de electrones. NMOS es más rápido que PMOS.

Semiconductor de óxido metálico de canal negativo

El diseño de NMOS se puede realizar a través de dos sustratos como el tipo n y el tipo p. En este transistor, la mayoría de los portadores de carga son electrones. Sabemos que la combinación de PMPS y NMOS se llama tecnología CMOS. Esta tecnología utiliza principalmente menos energía para operar a una salida similar y genera poco ruido durante su operación.

Una vez que se le da voltaje al terminal de la puerta, los portadores de carga, como los agujeros dentro del cuerpo, se alejan del terminal de la puerta. Esto permite la configuración de un canal de tipo n entre los dos terminales como la fuente y el drenaje y el flujo de corriente se puede conducir usando electrones desde los dos terminales desde la fuente al drenaje usando un canal de tipo n inducido.

El transistor NMOS es muy fácil de diseñar y fabricar. Los circuitos que utilizan puertas lógicas NMOS consumen energía estática una vez que el circuito está inactivo. Como suministro de corriente CC a través de la puerta lógica una vez que la salida es baja.

Inversor NMOS

Un circuito inversor tiene un voltaje que representa el nivel lógico opuesto a su i / p. El diagrama del inversor NMOS se muestra a continuación, que se construye utilizando un solo transistor NMOS acoplado con un transistor.

Inversor NMOS

Diferencia entre NMOS y CMOS

La diferencia entre NMOS y CMOS se analiza en forma tabular.

CMOS	NMOS “panel solar para cargar circuito de batería 12v ”
CMOS son las siglas de Complementary metal-oxide-semiconductor	NMOS significa semiconductor de óxido metálico tipo N
Esta tecnología se utiliza para fabricar circuitos integrados que se utilizan en diferentes aplicaciones como baterías, componentes electrónicos, sensores de imagen, cámaras digitales.	La tecnología NMOS se utiliza para hacer puertas lógicas y circuitos digitales.
CMOS emplea pares simétricos y complementarios de MOSFET como MOSFET de tipo p y tipo n para la operación de funciones lógicas	El funcionamiento del transistor NMOS se puede realizar haciendo una capa de inversión dentro de un cuerpo de transistor tipo p
Los modos de operación de CMOS son acumulación como agotamiento e inversión.	NMOS tiene cuatro modos de operación que simulan otros tipos de MOSFET como corte, triodo, saturación y saturación de velocidad.
Las características CMOS son un bajo consumo de energía estática, así como una alta inmunidad al ruido y.	Las características del transistor NMOS son que, cuando el voltaje aumenta en el electrodo superior, la atracción de electrones estará allí hacia la superficie. En un rango de voltaje específico, que describiremos brevemente como el voltaje umbral, donde la densidad del electrón en el exterior superará la densidad de los huecos.
CMOS se utiliza en circuitos lógicos digitales, microprocesadores, SRAM (RAM estática) y microcontroladores	NMOS se utiliza para implementar circuitos digitales y puertas lógicas.
El nivel lógico CMOS es 0 / 5V	El nivel lógico NMOS depende principalmente de la relación beta, así como de los márgenes de ruido pobres
El tiempo de transmisión de CMOS es t_I= t_F	El tiempo de transmisión de CMOS es t_I> t_F
El diseño de CMOS es más regular	El diseño de NMOS es irregular
La relación de carga o unidad de CMOS es 1: 1/2: 1	La relación de carga o transmisión de NMOS es 4: 1
La densidad de empaque es menor, dispositivo 2N para N entradas	La densidad de empaque es más densa, dispositivo N + 1 para entradas N
La fuente de alimentación puede cambiar de 1,5 a 15 V VIH / VIL, una fracción fija de VDD	La fuente de alimentación es fija basada en VDD
La puerta de transmisión de CMOS pasará bien la lógica	Solo pase '0', el paso '1' tendrá V_Tsoltar
El esquema de precarga de CMOS es, ya que tanto n & p son accesibles para el bus de precarga a V_DD/ V_SS	Simplemente se carga desde V_DDa V_Texcepto utilizar bootstrapping
La disipación de energía es cero en modo de espera	En NMOS, cuando la salida es '0', la potencia se disipa

Por qué se prefiere la tecnología CMOS a la tecnología NMOS

CMOS son las siglas de Complementary Metal-Oxide-Semiconductor. Por otro lado, NMOS es un semiconductor de óxido metálico MOS o MOSFET (semiconductor de óxido metálico Transistor de efecto de campo ). Estas son dos familias lógicas, donde CMOS usa transistores PMOS y MOS para el diseño y NMOS usa solo FET para el diseño. CMOS se elige sobre NMOS para diseño de sistema integrado . Porque, CMOS propaga tanto la lógica o como la 1, mientras que NMOS solo propaga la lógica 1 que es VDD. El O / P después de pasar por uno, la puerta NMOS sería VDD-Vt. Por lo tanto, se prefiere la tecnología CMOS.

En las puertas lógicas CMOS, un conjunto de MOSFET de tipo n se coloca en una red desplegable entre el riel de suministro de energía de bajo voltaje y la salida. En lugar de la resistencia de carga de las puertas lógicas NMOS, las puertas lógicas CMOS tienen una colección de MOSFET de tipo P en una red pull-up entre el riel de alto voltaje y la salida. Por lo tanto, si ambos transistores tienen sus puertas conectadas a la misma entrada, el MOSFET de tipo p estará encendido cuando el MOSFET de tipo n esté apagado, y viceversa.

CMOS y NMOS ambos inspirados en el crecimiento de las tecnologías digitales, que se utilizan para construir los circuitos integrados. Tanto CMOS como NMOS se utilizan en muchos circuitos lógicos digitales y funciones, RAM estática y microprocesadores. Estos se utilizan como convertidores de datos y sensores de imagen para circuitos analógicos y también se utilizan en Trans-receptores para muchos modos de comunicación telefónica. Si bien tanto CMOS como NMOS tienen la misma función que los transistores para circuitos analógicos y digitales, muchas personas aún eligen la tecnología CMOS sobre esta última por sus muchas ventajas.

En comparación con NMOS, la tecnología CMOS es de máxima calidad. Especialmente, cuando se trata de características como el uso de energía de baja estática y la resistencia al ruido, la tecnología CMOS conserva energía y no produce calor. Aunque es costosa, mucha gente prefiere la tecnología CMOS debido a su compleja composición, lo que dificulta que el mercado negro fabrique la tecnología utilizada por CMOS.

los Tecnología CMOS y la tecnología NMOS junto con sus inversores, las diferencias se analizan brevemente en este artículo. Por lo tanto, la tecnología CMOS es la mejor para el diseño de sistemas integrados. Para comprender mejor esta tecnología, publique sus consultas como comentarios a continuación.