CMOS: differenze tra le versioni

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

[[File:CMOS Inverter.svg|thumb|Circuito semplificato dell'[[invertitore]] a tecnologia CMOS]]

Il '''CMOS''', acronimo di '''complementary metal-oxide semiconductor''', 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]]. 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'''. Tale topologia circuitale fu inventata da Frank Wanlass nel 1967.

La rete di Pull-Up è costituita dida soli '''[[MOSFET|P-MOS]]''', ovvero transistor metallo-ossido-semiconduttore (MOSFET) a effetto di campo a canale P]], che si "accendono" solo se la tensione presente sul ''gate'' (misurata rispetto al ''source'') è minore della [[tensione di soglia]], che per questi particolari componenti equivale a metà tensione di alimentazione. Inversamente la rete di Pull-Down è costituita di soli '''[[MOSFET|N-MOS]]''', ovveroda MOSFET a canale N che si accendono solo se la tensione presente sul ''gate'' (misurata rispetto al ''source'') è maggiore della tensione di soglia. Il circuito CMOS venne inventato da Frank Wanlass nel 1967.

Per comprendere come sia strutturata la tecnologia CMOS può risultare utile osservare una porta logica NOT realizzata con tecnologia CMOS. Si può notare come, nell'eventualità che il segnale d'ingresso sia a LL1, sia il solo N-MOS ad attivarsi portando l'uscita a LL0. Inversamente, con l'ingresso a LL0, è il solo P-MOS ad attivarsi portando l'uscita a LL1. Particolarità di questa porta logica è di avere louna swingdinamica logicologica pienod'uscita piena, cioè pari alla massima tensione applicata, Vcc; inoltre né la rete di pull-up né la rete di pull-down soffre di effetto body. La componentistica realizzata in questa tecnologia è caratterizzata da un consumo di corrente estremamente basso.

== Caratteristiche ==

[[File:Cmos impurity profile.PNG|thumb|left|Sezione trasversale di due transistor in una porta CMOS|333x333px]]

[[File:CMOS fabrication process.svg|thumb|upright=0.75|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.]]

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===Elementi base===

Dimensionando opportunamente i due MOS (simmetrici dal punto di vista funzionale) è possibile avere una curva caratteristica simmetrica, soluzione ottima per avere il [[margine di immunità ai disturbi]] (''Noise Margin'') il più elevato possibile. Il tratto di caratteristica ad alto guadagno è indipendente dal rapporto tra i fattori di forma dei due MosMOS (''ratioless'').

Gli elementi base per costruire qualsiasi circuito digitale sono:

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===FSI e BSI===

Originariamente i CMOS hanno una struttura del tipo FSI (''front side illumination''), dove lo strato di silicio (fotosensori) è posto in fondo, mentre con la disposizione BSI (''backside illumination'') dato che lo strato di silicio è posto sopra gli strati metallici (servono al fotodiodo per convertire i fotoni della luce in elettroni, quindi in segnali elettrici), il che permette una maggiore sensibilità alla luce e per via della disposizione anche una maggiore fedeltà al colore (minori contaminazioni dei pixel adiacenti) e possibilità di adoperare ottiche più compatte.<ref>[http://www.techup.it/news/arriva_un_nuovo_tipo_di_sensore_cmos-0550 Arriva un nuovo tipo di sensore CMOS]</ref>

== Potenza dinamica dissipata da un CMOS ==