Tecnologia mos

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OS CIRCUITOS INTEGRADOS CMOS

CMOS significa Complementary Metal-Oxide Semicondutor e se refere a um tipo de tecnologia que utiliza transistores de efeito de campo ou Field Effect Transistor (FET) em lugar dos transistores bipolares comuns (como nos circuitos TTL) na elaboração dos circuitos integrados digitais. 
Existem vantagens e desvantagens no uso de transistores de efeito de campo, masos fabricantes conseguem pouco a pouco eliminar as diferenças existentes entre as duas famílias com o desenvolvimento de tecnologias de fabricação, aumentando ainda a sua velocidade e reduzindo seu consumo. De uma forma geral, podemos dizer que existem aplicações em que é mais vantajoso usar um tipo e aplicações em que o outro tipo é melhor. 
Os transistores de efeito de campo usados noscircuitos integrados CMOS ou MOSFETs têm a estrutura básica mostrada na figura 1 onde também aparece seu símbolo.

Figura01

Conforme podemos ver, o eletrodo de controle é a comporta ou gate (g) onde se aplica o sinal que deve ser amplificado ou usado para chavear o circuito. O transistor é polarizado de modo a haver uma tensão entre a fonte ou source (s) e o dreno ou drain (d). Fazendo uma analogiacom o transistor bipolar, podemos dizer que a comporta do MOSFET equivale à base do transistor bipolar, enquanto que o dreno equivale ao coletor e a fonte ao emissor, figura 2.

Figura02

 
Observe que entre o eletrodo de comporta, que consiste numa placa de alumínio e a parte que forma o substrato ou canal por onde passa a corrente, não existe contato elétrico e nem junção, mas sim umafiníssima camada de óxido de alumínio ou óxido metálico, que dá nome ao dispositivo (metal-oxide). 
A polaridade do material semicondutor usado no canal, que é a parte do transistor por onde circula a corrente controlada, determina seu tipo e também a polaridade da tensão que a controla. 
Assim, encontramos na prática transistores de efeito de campo tipo MOS de canal N e transistores de efeito decampo tipo MOS de canal P. 
Na verdade, os próprios transistores MOS podem ainda ser divididos em dois tipos: enriquecimento e empobrecimento que levam a dois tipos de representação. Para nosso curso é mais importante lembrar que existem transistores MOS tipo P e tipo N. Na figura 3 temos os símbolos adotados para representar os dois tipos de transistores.

Figura03

Podemos dizer, de maneirageral, que estes transistores são equivalentes aos tipos NPN e PNP bipolares. 
A corrente que circula entre a fonte e o dreno pode ser controlada pela tensão aplicada à comporta. Isso significa que, diferentemente dos transistores bipolares em que a corrente de coletor depende da corrente de base, no transistor de efeito de campo, a corrente do dreno depende da tensão de comporta. 
Assim, no tipoP uma tensão positiva de comporta aumenta sua condução, ou seja, faz com que ele sature e no tipo N, uma tensão negativa de comporta é que o leva à saturação. 
Mais uma vez fazendo uma comparação com os tipos bipolares, podemos dizer então que enquanto os transistores bipolares são típicos amplificadores de corrente, os FETs ou transistores de efeito de campo MOS são típicos amplificadores detensão. 
Esta diferença leva o transistor de efeito de campo MOS a apresentar características muito interessantes para aplicações em Eletrônica Digital ou Analógica. 
Uma delas está no fato de que a impedância de entrada do circuito é extremamente elevada, o que significa que precisamos praticamente só de tensão para controlar os dispositivos CMOS. 
Assim, é preciso uma potência extremamente baixapara o sinal que vai excitar a entrada de um circuito integrado CMOS, já que praticamente nenhuma corrente circula por este elemento. 
A outra está no fato de que, diferentemente dos transistores bipolares que só começam a conduzir quando uma tensão da ordem de 0,6 V vence a barreira de potencial de sua junção base-emissor, os FETs não têm esta descontinuidade de características, o que os...
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