O que é um semicondutor complementar de óxido de metal?
Um semicondutor complementar de óxido de metal, ou CMOS, é o controlador lógico básico usado em um circuito integrado. A tecnologia complementar de design de semicondutores de óxido metálico é tradicionalmente encontrada em microprocessadores usados em computadores, memória de computador e tecnologias móveis de placas impressas de superfície, como telefones celulares e dispositivos de computação portáteis. O principal ponto de venda de um dispositivo CMOS é a sua taxa muito baixa de consumo de energia, em comparação com a outra tecnologia lógica disponível, a lógica transistor-transistor (TTL).
O CMOS utiliza duas combinações diferentes de metal para estabelecer o gateway lógico que entra no semicondutor complementar de óxido de metal. Como tal, a resistência entre esses dois metais é muito alta. Consequentemente, seguindo a lei de Ohm, que a tensão é igual à resistência dos tempos de corrente, quanto maior a resistência, menos corrente é necessária para manter uma dada tensão.
Outro recurso importante de design do CMOS é seu controlador lógico AND / OR. O que este controlador permite é que a unidade esteja operacional apenas durante uma fase dinâmica. Em termos do mundo real, isso significa que o controlador lógico é semelhante a uma torneira que só permite que a água flua quando exigida por um usuário e nem sempre precisa ter água fluindo para operar.
O controlador CMOS consumirá metade da energia de um controlador lógico que requer energia para operar nas posições dinâmica e estática. Esse uso eficiente da energia para realizar várias funções lógicas torna esse tipo de controlador lógico ideal para aplicações em que a fonte de alimentação é muito limitada. Um exemplo é um telefone celular que precisa estar operacional por várias horas ou mesmo dias seguidos sem ser conectado novamente para recarregar a bateria.
O primeiro semicondutor de óxido metálico complementar foi patenteado em 1967 por Frank Wanless, engenheiro da Fairchild Semiconductor. O primeiro uso comercial bem-sucedido do CMOS foi estabelecido pela empresa RCA em 1968. Inicialmente, a maior desvantagem do uso de uma unidade lógica do CMOS era a velocidade na qual as funções lógicas podiam ser executadas. O controlador TTL, embora semelhante, foi capaz de executar funções em uma taxa mais rápida de velocidade, mesmo consumindo mais energia. Com o recurso de design inerente ao menor consumo de energia, os engenheiros logo conseguiram aumentar a velocidade do desempenho do CMOS para um nível muito mais rápido que os controladores TTL tradicionais.
Os semicondutores complementares de óxido metálico foram originalmente construídos em alumínio. Melhorias na indústria de semicondutores introduziram novos metais, como tântalo e polissilício, no entanto. Esses metais e outros compostos geram muito menos calor e são muito menos propensos a falhas do que os componentes de alumínio tradicionais. Quanto menos calor um elemento produz, mais eficiente ele usa a energia necessária para várias funções, usando menos energia da bateria.