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¿Por qué CMOS se usa en VLSI?

2016/5/18
CMOS (Complementary Metal-óxido-semiconductor) es la tecnología dominante utilizada en VLSI (integración a gran escala) por varias razones convincentes:

* Consumo de baja potencia: Esta es posiblemente la ventaja más significativa. CMOS utiliza pares complementarios de transistores (un PMOS y un NMOS) donde solo uno está "encendido" en un momento dado. Cuando una puerta CMOS está en un estado alto o bajo lógico, un transistor está completamente apagado, lo que resulta en una disipación de potencia estática mínima. La disipación de potencia dinámica (debido a las capacitancias de carga y descarga) también es relativamente baja en comparación con otras tecnologías.

* Alta densidad de integración: CMOS permite densidades de transistores extremadamente altas en un chip. Esto es crucial para VLSI, cuyo objetivo es empacar miles de millones de transistores en un solo chip. La estructura compacta de los transistores CMOS permite esta alta densidad.

* escalabilidad: La tecnología CMOS ha demostrado ser notablemente escalable a lo largo de los años. A medida que los procesos de fabricación mejoran y los transistores se reducen, CMOS continúa manteniendo sus ventajas de rendimiento. Esta escalabilidad es esencial para mantenerse al día con la ley de Moore.

* Inmunidad de ruido: Los circuitos CMOS exhiben una buena inmunidad de ruido debido a la simetría inherente de los pares de transistores complementarios. Esto es particularmente importante en circuitos integrados grandes e complejos donde el ruido puede ser un problema significativo.

* Compatibilidad de fabricación: Los procesos CMOS son altamente maduros y bien establecidos, lo que resulta en una fabricación rentable. Los procesos de fabricación también son relativamente robustos y confiables.

* Flexibilidad de rango de voltaje: Los circuitos CMOS pueden funcionar en una amplia gama de voltajes de suministro, lo que los hace versátiles y adaptables a diferentes aplicaciones.

Si bien existen otras tecnologías, ninguna ha logrado combinar estas ventajas de manera tan efectiva como CMOS. Si bien existe una investigación continua sobre alternativas (como Spintronics o Quantum Computing), CMOS continúa dominando VLSI debido a su tecnología madura, alto rendimiento, bajo consumo de energía y escalabilidad.

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