Tecnologia CMOS
Transistores complementares, inversor CMOS e os compromissos entre área, velocidade e consumo.
CMOS combina um transistor NMOS e um PMOS de forma complementar. Essa arquitetura é a base da eletrônica digital integrada porque, em regime estático ideal, um dos transistores está desligado e a corrente contínua é muito pequena.
Inversor CMOS
O inversor é a célula mais simples para observar a tecnologia. Com entrada baixa, o PMOS conduz e a saída vai ao nível alto; com entrada alta, o NMOS conduz e a saída vai ao nível baixo. A região de transição define margens de ruído e influencia o tempo de comutação.
Consumo dinâmico
Durante as transições, capacitâncias de porta, interconexão e carga precisam ser carregadas ou descarregadas. Uma aproximação para o consumo dinâmico é:
onde é a atividade de comutação, a capacitância de carga e a frequência. Reduzir tensão economiza energia, mas também altera velocidade e margens de operação.
Escalonamento
Dimensões menores diminuem área e capacitâncias, mas aumentam a relevância de efeitos de canal curto, variações de processo e correntes de fuga. A escolha da tecnologia é sempre um compromisso de projeto.