Che cos'è un semiconduttore di ossido di metallo complementare?

Un semiconduttore di ossido di metallo complementare, o CMOS, è il controller logico di base che viene utilizzato in un circuito integrato.La tecnologia di progettazione di semiconduttori di ossido di metallo complementare si trova tradizionalmente nei microprocessori utilizzati nei computer, nella memoria del computer e nelle tecnologie della scheda di superficie stampate mobili, come telefoni cellulari e dispositivi di calcolo portatile.Il punto di vendita chiave di un dispositivo CMOS è il suo tasso molto basso del consumo di energia, rispetto all'altra tecnologia logica disponibile, la logica transistor-transistor (TTL).

Il CMOS utilizza due diverse combinazioni di metalli per stabilire il gateway logico cheentra nel semiconduttore di ossido di metallo complementare.Come tale, la resistenza tra questi due metalli è molto alta.Di conseguenza, seguendo la legge OHM che la tensione è uguale alla resistenza dei tempi attuali, maggiore è la resistenza, minore è la corrente necessaria per mantenere una determinata tensione.

Un'altra importante funzionalità di progettazione di CMOS è il suo controller logico.Ciò che questo controller consente è che l'unità sia operativa solo durante una fase dinamica.In termini del mondo reale, ciò significa che il controller logico è simile a un rubinetto che consente all'acqua di fluire solo quando è richiesto da un utente e non deve sempre avere l'acqua che scorre per funzionare.

Il controller CMOS consumerà metà della potenza di un controller logico che richiede la potenza per funzionare sia nelle posizioni dinamiche che statiche.Questo uso efficiente della potenza per condurre varie funzioni logiche rende questo tipo di controller logico ideale per le applicazioni in cui l'alimentazione è molto limitata.Un esempio è un telefono cellulare che deve essere operativo per diverse ore o addirittura giorni alla volta senza essere reinserito per ricaricare la batteria.

Il primo semiconduttore di ossido di metallo complementare è stato brevettato nel 1967 da Frank Wanless, un ingegnere con FairchildSemiconduttore.Il primo uso commerciale di successo del CMOS è stato istituito dalla società RCA nel 1968. Inizialmente, il più grande svantaggio dell'utilizzo di un'unità logica CMOS è stata la velocità con cui le funzioni logiche potevano essere eseguite.Il controller TTL, sebbene simile, è stato in grado di svolgere funzioni in una velocità più rapida, anche mentre consumava più potenza.Con la caratteristica di progettazione intrinseca di un minor consumo energetico, gli ingegneri sono stati presto in grado di aumentare la velocità delle prestazioni del CMOS a un livello molto più veloce dei tradizionali controller TTL.

I semiconduttori di ossido di metallo complementari erano originariamente costruiti in alluminio.I miglioramenti nel settore dei semiconduttori hanno introdotto nuovi metalli, come Tantalum e Polysilicon.Questi metalli e altri composti generano molto meno calore e sono molto meno inclini al fallimento rispetto ai tradizionali componenti di alluminio.Meno calore produce un elemento, più efficiente utilizza l'alimentazione richiesta per varie funzioni, utilizzando meno energia della batteria.