CMOS: differenze tra le versioni

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{{nota disambigua|il sensore d’immagine|Sensore CMOS}}

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

[[File:CMOS inverter.svg|miniaturathumb|341x341pxupright=1.0|Circuito semplificato dell'[[invertitore]] a tecnologia CMOS]]

IlIn [[informatica]] ed [[elettronica]] un '''CMOS''' ([[acronimo]] didell'[[Lingua inglese|inglese]] ''complementaryComplementary metalMetal-oxide semiconductorOxide-Semiconductor'', {{Lett|metallo-ossido-semiconduttore complementare}}) è un tipo di tecnologia utilizzata in [[elettronica digitale]] per la progettazione di [[circuito integrato|circuiti integrati]], alla cui base sta l'uso dell'[[invertitore]] a [[transistor]] [[MOSFET]].

== Descrizione ==

Si tratta di una struttura circuitale costituita dalla serie di una rete di "Pull-Up" ed una di "Pull-Down": la prima s'incarica di replicare correttamente il livello logico alto '''LL1''' mentre alla seconda è destinata la gestione del livello logico basso '''LL0'''.<ref>{{Cita web|url=https://www.circuitbread.com/ee-faq/what-is-cmos-technology|titolo=What is CMOS Technology?|sito=CircuitBread|data=2020-11-18|lingua=en|accesso=2024-01-04}}</ref>

Tale topologia circuitale e produttiva fu inventata da [[Frank Wanlass]] e [[Chih-Tang Sah]] nel 1963 e la prima famiglia strutturata successiva alle produzioni paraprototipali fu la [[Serie 4000]] lanciata dalla RCA nel 1968 e presto divenuta standard.

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=== Caratteristiche ===

[[File:Cmos impurity profile-en.PNGsvg|thumb|left|upright=1.0|Sezione trasversale di due transistor in una porta CMOS|333x333px]]

[[File:CMOS fabrication process.svg|thumb|upright=0.758|Processo semplificato di microfabbricazione.<br/>NB: i contatti di ''gate'', ''source'' e ''drain'' non sono realmente sullo stesso piano, e il diagramma non è in scala.]]

Uno dei principali vantaggi della logica CMOS è di avere una potenza statica dissipata idealmente nulla: questa caratteristica è dovuta alla [[complementarità]] del [[pull-down]] (n-Mos) e del [[pull-up]] (p-Mos); ossia, quando è acceso il pull-up, è spento il pull-down, e viceversa.

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=== Potenza di cortocircuito ===

[[File:Pot dinamica media(Vi,Id,t).jpg|thumb|upright=1.4|Grafico della <math>V_i</math> e <math>I_d</math> rispetto al tempo della logica CMOS]]

Trascurando la capacità parassita <math>C_l</math> e consideriamo un segnale di ingresso che comprenda un fronte di salita e uno di discesa, tenendo presente il ritardo di propagazione (<math>t_r</math> e <math>t_f</math> sono non nulli).

Dall'istante <math>t_a</math> a <math>t_c</math> e da <math>t_d</math> a <math>t_f</math> la corrente non è nulla in quanto sia il PU che il PD sono accesi.

Quindi la potenza avrà un valore non nullo in quei punti; ricordiamo che la potenza dinamica è:

[[File:Pot dinamica media(Vi,Id,t).jpg|thumb|upright=1.4|Grafico della <math>V_i</math> e <math>I_d</math> rispetto al tempo della logica CMOS]]

:<math>P_d = V_{dd} \, I_d \ </math>

Quindi calcoliamo la [[potenza attiva]]:

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:<math>\langle P_d \rangle = \beta * t_r * \frac {V_{dd}^3}{12 T} \left [ 1 - \frac {2V_{tn}}{V_{dd}} \right ]</math>

[[File:Pot dinamica media(Vo,Vi,Id).jpg|thumb|upright=1.4|Grafico della <math>V_o</math> e <math>I_d</math> rispetto a <math>V_i</math> della logica CMOS]]

Facendo l'ipotesi <math>V_{dd}>>V_{tn}</math>

:<math>\langle P_d \rangle = \beta * t_r * \frac {V_{dd}^3}{12T} </math>

[[File:Pot dinamica media(Vo,Vi,Id).jpg|thumb|upright=1.4|Grafico della <math>V_o</math> e <math>I_d</math> rispetto a <math>V_i</math> della logica CMOS]]

Nota: Dipende:

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:<math>\langle P_d \rangle = P_n + P_p + P_c = P_n + P_p \ </math>

==NoteSviluppi==

Nell'ottobre 2025 sono stati presentati i primi chip al silicio che integrano la stabilità di quest'ultimo con la rapidità dei materiali 2D.<ref>{{cita web |url=https://www.hdblog.it/hardware/articoli/n634878/chip-2d-silicio-fudan/|titolo=Dalla Cina il primo chip 2D ibrido con silicio: 94% di resa e prestazioni record|data=15 ottobre 2025}} </ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Chunsen|cognome=Liu|nome2=Yongbo|cognome2=Jiang|nome3=Boqian|cognome3=Shen|data=2025-10-08|titolo=A full-featured 2D flash chip enabled by system integration|rivista=Nature|pp=1–8|lingua=en|accesso=2025-10-18|doi=10.1038/s41586-025-09621-8|url=https://www.nature.com/articles/s41586-025-09621-8}}</ref>

== Note ==

<references />

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== Collegamenti esterni ==

* {{Collegamenti esterni}}

* {{FOLDOC|Complementary Metal Oxide Semiconductor|Complementary Metal Oxide Semiconductor}}

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{{Controllo di autorità}}

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