FAMILIA MOS
Los transistores de la tecnología MOS (Metal Oxide Semiconductores) son transistores de efecto de campo a los que llamamos MOSFET, la gran mayoría de los circuitos integrados digitales MOS se fabrican solamente con ese tipo de transistores.
El MOSFET tiene varias ventajas: es muy simple, poco costoso, pequeño y consume muy poca energía. Los dispositivos MOS ocupan mucho menos espacio en un CI que los BJT, un MOSFET requiere de 1 milésimo cuadrado del área del CI mientras que un BJT ocupa 50 milésimo del área del CI. Esta ventaja provoca que los circuitos integrados MOS estén superando por mucho a los bipolares en la que respecta a la integración a gran escala (LSI, VLSI). Todo esto significa que los CI MOS pueden tener un número mayor de elementos en un solo substrato que los circuitos integrados bipolares.
La velocidad de este tipo de tecnología es relativamente lenta cuando se compara con los BJT, esto se puede considerar como una de sus principales desventajas.
Los CI digitales MOS utilizan exclusivamente MOSFET de incremento, además nos interesa utilizarlos solamente como interruptores al igual que se usan los BJT en la familia TTL.
En los MOSFET canal N, el voltaje de la compuerta a la fuente Vgs es el voltaje que determina si el dispositivo esta en encendido o apagado. Cuando Vgs = 0 V, la resistencia del canal es muy alta, o sea, que no existe un canal conductor entre la fuente y el drenaje ya que para propósitos prácticos esto es un circuito abierto. Mientras Vgs sea cero o negativo el dispositivo permanecerá apagado. Cuando Vgs se hace positivo, en particular un valor mayor al voltaje de umbral (Vt) que por lo general es de 1.5 V, el MOSFET conduce. En este caso el dispositivo esta encendido y la resistencia del canal entre la fuente y drenaje es pequeña. El MOSFET canal P opera exactamente igual al excepto que emplea voltajes de Vgs negativos que exceda Vt.
Los circuitos P-MOS y N-MOS tienen una mayor densidad de integración por lo que son más económicos que los CMOS. Los N-MOS son más comúnmente utilizados que los P-MOS, ya que son dos veces más rápidos y tienen cerca de dos veces la densidad de integración de los P-MOS.
Como podemos ver, los circuitos MOS tienen algunos aspectos mejores y otros peores en comparación con los TTL o los ECL. El tiempo de retardo tan alto se debe a la alta resistencia de entrada que tienen estos dispositivos y a la capacitancia de entrada razonablemente alta. Los MOS consumen muy pequeñas cantidades de potencia por lo que son ampliamente utilizados para el LSI y el VLSI, donde se guardan grandes cantidades de compuertas en un solo encapsulado sin ocasionar sobre calentamiento. Otro aspecto favorable es que los MOS son muy simples de fabricar, no requiere de otros elementos como resistencias o diodos. Esta característica y su bajo consumo de potencia son la causa de su gran auge en el campo digital.
La familia lógica MOS tiene una característica que no se había tomado en cuanta en las familias anteriormente estudiadas, la sensibilidad estática. Esto es, que los dispositivos MOS son más sensibles a daño por electricidad estática. Al grado de que las misma cargas almacenadas en el cuerpo humano puedan dañarlos. La descarga electroestática provoca grandes cantidades de pérdidas de estos dispositivos y circuitos electrónicos por lo que se deben tomar medidas especiales como: conectar todos los instrumentos a tierra física, conectarse a sí mismo a tierra física, mantener los CI en una esponja conductora o en papel aluminio; todo esto para evitar cargas electroestáticas que puedan dañar los dispositivos MOS.
Adriana Gabriela Trujillo
C.I.17863740
EES
SECC. 02
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