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Semicondutor de óxido metálico complementar (CMOS)

1963
  • Frank Wanlass
  • Chih-Tang Sah
Modernas instalações de fabricação de semicondutores com foco na tecnologia e nos processos CMOS.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

A tecnologia CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) é dominante na construção de circuitos integrados. Ela utiliza pares complementares de MOSFETs do tipo p e do tipo n para construir portas lógicas. Sua principal vantagem é o baixíssimo consumo de energia estática, já que um único MOSFET pode ser utilizado em circuitos integrados. transistor O par está sempre desligado durante o estado estacionário, resultando em um fluxo de corrente mínimo, exceto durante as transições de comutação.

Uma porta lógica CMOS, como um inversor, é construída com um transistor PMOS (tipo p) e um transistor NMOS (tipo n). O transistor PMOS é conectado à tensão de alimentação positiva (Vdd) e o transistor NMOS é conectado ao terra (GND). Seus gates são interligados como entrada e seus drenos são interligados como saída. Quando a entrada está em nível baixo (lógico 0), o transistor PMOS liga e o NMOS desliga, levando a saída ao nível alto (Vdd, lógico 1). Por outro lado, quando a entrada está em nível alto (lógico 1), o PMOS desliga e o NMOS liga, levando a saída ao nível baixo (GND, lógico 0).

Em qualquer estado estável (saída alta ou baixa), um dos transistores está desligado, criando um caminho de altíssima resistência entre a fonte de alimentação e o terra. Isso significa que praticamente nenhuma corrente flui, resultando em uma dissipação de energia estática extremamente baixa. A energia é consumida principalmente apenas quando os transistores estão alternando entre estados. Essa característica tornou a tecnologia CMOS ideal para dispositivos alimentados por bateria e para a criação de circuitos integrados de alta densidade, onde o gerenciamento da dissipação de calor é um desafio crítico. A escalabilidade do CMOS, que permite transistores menores e mais rápidos a cada geração, tem sido o motor por trás da Lei de Moore e da revolução digital.

UNESCO Nomenclature: 2205
Eletrônicos

Tipo

Dispositivo físico

Interrupção

Revolucionário

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Invenção do MOSFET
  • Desenvolvimento da dopagem de semicondutores do tipo p e do tipo n
  • Processo planar para fabricação de transistores
  • Invenção do circuito integrado

Aplicações

  • microprocessadores
  • microcontroladores
  • RAM estática (SRAM)
  • sensores de imagem
  • circuitos lógicos digitais mais modernos

Patentes:

  • US3356858

Ideias de Inovação Potencial

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Relacionado a: CMOS, MOSFET, circuito integrado, baixo consumo de energia, semicondutor, lógica digital, microprocessador, transistor.

Contexto histórico

Semicondutor de óxido metálico complementar (CMOS)

1960
1960-05-16
1962
1963
1964
1968
1970
1960
1960
1961
1962
1963
1965
1970
1970

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

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