CMOS (Complementary MOS)

CMOS (Complementary MOS)

Tecnologia microelettronica, oggi largamente predominante, che fa uso di transistori MOS (Metal oxide semiconductor) sia a canale n sia a canale p (in cui la corrente elettrica è dovuta al moto di portatori rispettivamente con carica negativa e positiva). Particolarmente indicata per circuiti digitali, la tecnologia CMOS è utilizzata per realizzare microprocessori e memorie, ma anche altri dispositivi, come per es. sensori ottici. Inoltre, come conseguenza della forte spinta a integrare sullo stesso chip parti sempre maggiori di interi sistemi integrati, essa è stata progressivamente estesa a tutte le altre funzioni di interesse per i moderni chip (blocchi analogici, di comunicazione ecc.), con l’esclusione delle altissime velocità e delle grandi potenze. La tecnologia CMOS, oggetto di un brevetto del 1967, è rimasta a lungo al margine dello sviluppo della microelettronica, che all’inizio è stata dominata dai circuiti bipolari, in seguito sostituiti da quelli (NMOS) che facevano uso soltanto di transistori MOS a canale n e risultavano più semplici ed economici delle soluzioni sia bipolari sia CMOS. Peraltro, rispetto a queste la tecnologia CMOS offre vantaggi che, nel tempo, l’hanno portata a dominare l’intero campo: innanzitutto, un minor consumo di potenza (soprattutto di tipo statico) e una buona immunità ai disturbi. Per questi motivi, agli inizi degli anni Ottanta la tecnologia CMOS trovò un primo reale utilizzo nella realizzazione di circuiti di nicchia a basso consumo (in particolare per orologi digitali). In seguito, il problema del consumo di potenza dei chip è diventato molto importante anche per componenti di uso generale, a causa della crescita molto rapida dei sistemi portatili (alimentati da batteria di cui era necessario aumentare l’autonomia). Qualche anno dopo, infine, il problema ha assunto una primaria importanza anche per sistemi alimentati da rete, per la necessità di contenere il riscaldamento di chip sempre più veloci e densi di funzioni. Oggi la tecnologia CMOS si presenta in numerose varianti (che comprendono opzioni diverse, come la possibilità di realizzare anche memorie o parti analogiche) ed è utilizzata anche per circuiti in cui i transistori a canale n (che hanno prestazioni superiori) sono in numero molto maggiore di quelli a canale p. Tuttavia, la sua immagine è comunemente associata alla versione circuitale più classica (pienamente complementare e statica), in cui i blocchi logici sono realizzati mediante coppie di transistori di entrambi i tipi, comandati dallo stesso segnale di ingresso.

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