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febrero 21, 2011

Lógica MOS - Tecnología CMOS

La tecnología MOS se usa preferentemente para circuitos LSI/VLSI. LSI integración en alta escala, comprende los circuitos integrados de 100 a 1000 compuertas, ejemplo de esto son las memorias, unidades aritméticas y lógicas, microprocesadores de 8 y 16 bits. Los VLSI integración de muy alta escala comprende los CI que contienen más de 1000 compuertas, ejemplo de esto son los microprocesadores de 32 bits, microcontroladores, sistemas de adquisición de datos. La razón principal de que se utilicen circuitos LSI/VLSI, es el hecho de que un transistor o puerta MOS ocupa solo aproximadamente una décima parte de la superficie de pastilla que necesita un dispositivo equivalente TTL.
Adicionalmente, los circuitos MOS frecuentemente tienen un consumo de potencia sustancialmente menor que sus equivalentes bipolares, permitiendo una densidad de componentes alta sin disipación de calor excesiva.
La principal desventaja de los circuitos MOS en comparación con los bipolares es unos mayores retardos en la propagación de señales, esto es, menores frecuencias de funcionamiento consecuencia de lo relativamente alta capacidad de entrada (puerta-sustrato) de las transistores MOS.

Tecnología CMOS
Una familia lógica MOS muy importante con un consumo extraordinariamente pequeño es la CMOS (metal-óxido-semiconductor complementaria). En un circuito CMOS se acoplan en forma de parejas transistores pMOS y nMOS de forma que se elimina la necesidad de resistencias o transistores de carga, de este modo se elimina tambien la pérdida de potencia asociada con cualquier resistencia eléctrica.

La principal desventaja de los CMOS es que utilizan un número mayor de transistores por puerta que otras familias lógicas, lo cual tiende a incrementar la complejidad y superficie del circuito.
La tecnología CMOS se esta utilizando satisfactoriamente para fabricar circuitos lógicos en el rango de densidad de integración de SSI a VLSI. Las funciones lógicas usuales SSI y MSI son efectuadas por la CIs CMOS de la serie 4000, original de RCA, pero en la actualidad suministrada por muchos fabricantes de semiconductores. Esta serie es análoga a la serie de CIs 7400 TTL, aunque los codigos de identificación utilizados para las correspondientes funciones lógicas no estan relacionados.

Por ejemplo: el CI CMOS 4011 es un circuito que contiene 4 NAND de dos entradas, siendo, por tanto, equivalente lógicamente al CI 7400, sin embargo, las series 4000 y 7400 de CIs difieren significativamente tanto en propiedades eléctricas como en consumo de potencia, velocidad de funcionamiento y abanico de salida.

La National Semiconductor corporation fue la primera que comercializó una versión CMOS de la serie 7400, denominada 74C00, que son compatibles con los dispositivos TTL de los números de las series similares. Esta familia CMOS contiene una variedad de CI de integración en pequeña escala (SSI) e integración en mediana escala (MSI) que permite sustituir muchos diseños TTL en diseños CMOS comparables. Esto es muy útil cuando se desea construir un equipo alimentado por batería.




Características comunes
Las series 4000 y 74C funcionan con valores de VDD, que van de 3 a 15 V, por lo que la regulación del voltaje no es un aspecto crítico. Las series 74HC y 74RCT funcionan con un menor margen de 2 a 6 V.

Cuando se emplean dispositivos CMOS y TTL, juntos, es usual que el voltaje de alimentación sea de 5 V para que una sola fuente de alimentación de 5 V proporcione VDD para los dispositivos CMOS y VCC para los TTL. Si los dispositivos CMOS funcionan con un voltaje superior a 5V para trabajar junto con TTL se deben de tomar medidas especiales.

Cuando un CMOS funciona con VDD = 5 V, acepta voltaje de entrada menor que VIL(máx) = 1.5 V como BAJO, y cualquier voltaje de entrada mayor que VIH (mín) = 3.5 V como ALTO.


Fuentes:
Sistemas Digitales. Principios y aplicaciones.  Ronald J. Tocci. Prentice Hall Hispanoamerica, S.A
Diseño de Sistemas Digitales y Microprocesadores. Hayes. McGrawHill.
Familia lógica CMOS. José Antonio Sáez. - Enlace: http://goo.gl/7kryA8

3 comentarios:

Anónimo dijo...

buena informacion no encontraba nada que me sirviera sobre la tecnologia MOS gracias !!!

lucila duarte dijo...

buenisima tu pagina saludos desde argentina

Gissell Maria Caraballo dijo...

Gracias por sus comentarios!

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