Familia MOS

Los transistores de la tecnología MOS (Metal Oxide Semiconductors) son transistores de efecto de campo a los que llamamos MOSFET, la gran mayoría de los

circuitos integrados digitales MOS se fabrican solamente con este tipo de transistores.

El MOSFET

• Es muy simple• Poco costoso• Pequeño y consume muy poca energía. • Ocupa mucho menos espacio en un CI que un BJT.• Superan por mucho a los bipolares en integración a gran

escala (LSI, VLSI).• Pueden tener un número mucho mayor de elementos en

un solo substrato que los circuitos integrados bipolares.• La velocidad es relativamente lenta cuando se compara

con los BJT.

Los CI digitales MOS utilizan exclusivamente MOSFET de enriquecimiento.

En los MOSFET canal N, el voltaje de la compuerta a la fuente VGS es el voltaje quedetermina si el dispositivo esta en ENCENDIDO o en APAGADO.Cuando VGS = 0 V, la resistencia del canal es muy alta de 1010 , o sea, que no existe un canal conductor entre la fuente y el drenaje. 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 el drenaje es de 1 k . El MOSFET canal P opera exactamente igual excepto que emplea voltajes de polaridad opuesta. Para encender los P-MOSFET, debe aplicarse un voltaje VGS negativo que exceda VT.

Los circuitos integrados P-MOS y N-MOS tiene 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.

En el circuito del inversor tenemos que Q1 siempre esta en el estado de encendido y actúa como una resistencia de carga RENC = 100 k . El transistor Q2 cambiara a

apagado o encendido en respuesta al voltaje de entrada VEN.Con VEN = 0 V, Q2 esta apagado con VEN = 5 V. Q2 esta encendido y el voltaje de

salida esta en su nivel BAJO.

En la compuerta NAND Q1 actúa como una resistencia de carga, mientras que Q2 y Q3 son los interruptores controlados por las entradas A y B. Si A o B esta en su nivel BAJO (0V), el transistor esta apagado y X esta en su nivel ALTO (+5 V). Cuando A y B están en 1 lógico, Q2 y Q3 están encendidos de modo que X esta en un 0 lógico.

La compuerta NOR utiliza Q2 y Q3 como interruptores paralelos con Q1. Cuando A o B esta en 1 lógico, el MOSFET correspondiente esta encendido, lo que provoca en la salida un nivel BAJO. Sólo cuando ambas entradas están en 0 V, Q2 y Q3 están apagados y la salida es ALTA.Las compuertas OR N-MOS y AND se forman combinando las compuertas NOR y NAND con inversores.

CARACTERÍSTICAS DE LOS CIRCUITOS MOS

• Velocidad de Operación 50 ns.• Margen de Ruido 1.5 V• Factor de Carga 50• Consumo de Potencia 0.1 mW• Guardan grandes cantidades de compuertas en

un solo encapsulado sin ocasionar sobrecalentamiento.

• Son muy simples de fabricar.• Son sensibles a daño por electricidad estática.