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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.

A CMOS logic gate, such as an inverter, is constructed with both a PMOS (p-type) and an NMOS (n-type) transistor. The PMOS transistor is connected to the positive voltage supply (Vdd), and the NMOS transistor is connected to ground (GND). Their gates are tied together as the input, and their drains are tied together as the output. When the input is low (logic 0), the PMOS transistor turns on, and the NMOS turns off, pulling the output high to Vdd (logic 1). Conversely, when the input is high (logic 1), the PMOS turns off, and the NMOS turns on, pulling the output low to GND (logic 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

  • sub-threshold cmos circuits for ultra-low-power iot devices
  • cmos image sensors for digital cameras and smartphones
  • silicon-on-insulator (soi) cmos for improved performance and radiation hardness
  • 3d cmos integration for stacking multiple circuit layers vertically
  • criogênico cmos for quantum computer control interfaces
  • cmos-compatible membros (micro-electro-mechanical systems)
  • finfet and gate-all-around (gaa) transistors as evolutions of cmos
  • cmos-based biosensors for medical diagnostics
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)

10º ano aniversário

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