BiCMOS: differenze tra le versioni

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{{F|componenti per computer|arg2=elettronica|marzo 2013|Nessuna fonte}}

La '''Tecnologia BiCMOS''' è una tecnologia per la produzione di componenti elettronici integrati.

In [[elettronica]] un '''BiCMOS''' ([[acronimo]] dell'[[Lingua inglese|inglese]] ''Bipolar Complementary Metal-Oxide-Semiconductor'', {{Lett|metallo-ossido-semiconduttore complementare bipolare}}) è un tipo di tecnologia utilizzata in [[elettronica digitale]] per la produzione di componenti elettronici integrati.

L'[[acronimo]] sta per ''Bipolar Complementary Metal Oxide Semiconductor'' ed indica la tecnologia mista che integra [[CMOS|CMOS]] e [[transistor a giunzione bipolare|BJT]] sullo stesso chip semiconduttore. Il vantaggio di questo procedimento è il fatto che si avvalora dei vantaggi dei dispositivi realizzabili nelle due diverse tecnologie.

L'[[acronimo]] sta per ''Bipolar Complementary Metal Oxide Semiconductor'' ed indica la tecnologia mista che integra [[CMOS|CMOS]] e [[transistorTransistor a giunzione bipolare|BJT]] sullo stesso chip semiconduttore. Il vantaggio di questo procedimento è il fatto che si avvalora dei vantaggi dei dispositivi realizzabili nelle due diverse tecnologie.<ref>{{Cita web|url=https://it.jf-parede.pt/bicmos-technology-fabrication|titolo=Tecnologia BiCMOS: fabbricazione e applicazioni|accesso=4 aprile 2022}}</ref>

== Storia ==

Inizialmente, l'integrazione di [[transistore|transistori]] bipolari e MOS in un unico dispositivo si dimostrò difficile e costosa. Per questa ragione, in genere, un dispositivo è costruito con una sola delle due famiglie di transistor, a seconda delle specifiche e delle applicazioni.

Mentre i progettisti di [[circuito discreto|circuiti discreti]] possono da tempo disporre dei vantaggi derivanti dall'uso combinato di MOSFET e BJT, nel campo dell'[[Circuito integrato|elettronica integrata]] è stato possibile introdurre la logica BiCMOS solo alla fine degli anni '80.

Per fare ciò è stato necessario modificare i processi CMOS, in seguito all'introduzione dei processi a doppia tasca, dei substrati con epitassia, e grazie all'uso di processi avanzati per i bipolari quali gli emettitori in [[polisilicio]], le strutture autoallineate e gli isolamenti LOCOS.

L'avvento delle applicazioni wireless, ha determinato un 'aumentata richiesta di integrati per [[radio frequenza|RF]] ad alte prestazioni. È stato possibile supplire a questa necessità con l'introduzione di processi BiCMOS a SiGe (Silicio-Germanio), competitivi con i processi in GaAs (Arsenuro di [[Gallio (elemento chimico)|gallio]]) e compatibili con processi Si. Questi nuovi processi permettono di raggiungere frequenze di switchingtransizione pari a 50-70 50–70&nbsp;GHz, contro i 10 &nbsp;GHz di un normale transistore bipolare npn.

== Configurazioni ==

Principalmente un dispositivo BiCMOS è costituito dalla cascata di uno stadio di ingresso CMOS e uno stadio di uscita di tipo totem-pole a BJT. Generalmente una [[rete logica|rete]] di pilotaggio del totem-pole (tipicamente 2 transistor NMOS) è necessaria per migliorarne le prestazioni dinamiche.

È quindi evidente che in ingresso avremo una un'alta [[impedenza]] dovuta ai Gategate dei transistori MOS e in uscita una bassa impedenza dovuta alla coppia di bipolari.

Altre configurazioni prevedono una più complessa rete di pilotaggio costituita da [[Logica NMOS|NMOS]] e [[Logica PMOS|PMOS]] e permettono così una escursione logica completa.

== Vantaggi ==

I vantaggi principali sono derivati direttamente dai vantaggi delle due famiglie di dispositivi: se da un lato il MOS presenta basso consumo di potenza ed ampi margini di rumore, dall'altro il bipolare presenta una maggiore capacità di pilotaggio di carichi elevati e alto guadagno.

Normalmente, un circuito CMOS, per ottenere un adeguato [[fan-out]] (capacità di pilotare un carico), deve fare uso di circuiti di accoppiamento ([[Amplificatore separatore|buffer]]).

Un altro importante vantaggio è che la capacità complessiva di una porta BiCMOS è quasi pari a quella del solo BJT, dunque bassa. Questo permette un notevole incremento delle prestazioni in frequenza del BiCMOS se usato come [[amplificatore]] a larga banda, o allo stesso modo, un notevole incremento della frequenza di switching se usato in [[circuito logico|circuiti logici]].

Altro importante vantaggio è la possibilità di coniugare nello stesso integrato [[elettronica analogica]] e digitale, che risulta utile nel realizzare [[system-on-a-chip]].

== Svantaggi ==

La logica BiCMOS richiede un processo di fabbricazione complesso e dunque costoso. È perciò necessario che le elevate prestazioni che dimostra in certi campi vengano realmente sfruttate.

Altra caratteristica è il consumo di [[potenza elettrica|potenza]]: se questo è infatti nettamente inferiore a quello di una porta logica [[Transistor-transistor logic|TTL]] equivalente, non sarà mai ridotto quanto quello di un dispositivo CMOS.

== Note ==

<references/>

== Voci correlate ==

* [[CMOS|Cmos]]

* [[transistorTransistor a giunzione bipolare]] (BJT)

== Altri progetti ==

[[Categoria:Tecnologie per l'elettronica]]

{{interprogetto}}

{{Portale|Informaticainformatica}}

[[Categoria:Famiglie logiche]]

[[en:BiCMOS]]

[[es:BiCMOS]]

[[fr:BiCMOS]]

[[ru:BiCMOS]]