El desarrollo tecnológico impulsa la innovación, y la tecnología CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) es un claro ejemplo de esto, reemplazando a la tecnología CCD (Charge-Coupled Device) en el ámbito de la fotografía. Si deseas saber más sobre la tecnología CCD, te dejamos un enlace al final de este artículo.
CMOS se refiere a un tipo de semiconductor ampliamente utilizado en la fabricación de circuitos integrados. Su principal característica es la utilización conjunta de transistores de tipo pMOS y nMOS. En estado de reposo, el consumo de energía es mínimo, solo debido a las corrientes parásitas. Esto ha llevado a que la mayoría de los circuitos integrados, incluidos microprocesadores, memorias y procesadores digitales de señales, utilicen esta tecnología.
Una característica crucial de los circuitos CMOS es su capacidad regenerativa. Una señal degradada que llega a una puerta lógica CMOS se restaurará a su valor lógico inicial (0 o 1), siempre que esté dentro de los márgenes de ruido tolerables por el circuito.
La tecnología CMOS fue desarrollada por Wanlass y Sah de Fairchild Semiconductor a principios de los años 60. Sin embargo, su introducción comercial fue realizada por RCA con la familia lógica CD4000. La posterior mejora en el proceso de oxidación local condujo a la serie 4000B, conocida por su bajo consumo y amplio margen de alimentación (3 a 18 V).
Aunque la fabricación de CMOS era inicialmente más compleja y costosa comparada con NMOS, las mejoras en los materiales, técnicas de litografía y fabricación, así como la integración de dispositivos más complejos, hicieron que CMOS superara en capacidad, consumo reducido y velocidad a sus contrapartidas NMOS. A partir de los años 80, la tecnología CMOS experimentó un crecimiento significativo.
Ventajas de la Tecnología CMOS
- Bajo consumo de potencia estática: Gracias a la alta impedancia de entrada de los transistores MOSFET, en estado de reposo, un circuito CMOS solo experimenta corrientes parásitas.
- Robustez frente al ruido: Los circuitos CMOS son regenerativos, lo que los hace resistentes a la degradación de la señal.
- Simplicidad de diseño: Los circuitos CMOS son fáciles de diseñar.
- Alta densidad de integración: La tecnología de fabricación CMOS está muy desarrollada, permitiendo altas densidades de integración a un costo menor que otras tecnologías.
Desventajas de la Tecnología CMOS
- Velocidad comparativamente menor: Debido al carácter capacitivo de los transistores MOSFET y su configuración en parejas nMOS-pMOS, los circuitos CMOS son más lentos que otras familias lógicas.
- Vulnerabilidad a latch-up: Existe el riesgo de que un tiristor parásito en la estructura CMOS entre en conducción, lo que puede causar la destrucción del dispositivo. Sin embargo, este riesgo es mínimo con las técnicas de diseño adecuadas.
- Aumento de corrientes parásitas: A medida que se reduce el tamaño de los transistores, las corrientes parásitas se vuelven comparables a las corrientes dinámicas debido a la conmutación de los dispositivos.
La tecnología CMOS ha revolucionado la fotografía, proporcionando sensores más eficientes y de menor consumo. La próxima vez que escuches sobre una cámara con sensor CMOS, comprenderás la importancia de esta tecnología en el avance de la fotografía.
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