¿Qué es CMOS?

CMOS -o se­mi­co­n­du­c­tor co­m­ple­me­n­ta­rio de óxido metálico - es un elemento se­mi­co­n­du­c­tor utilizado en muchos or­de­na­do­res modernos y otros di­s­po­si­ti­vos ele­c­tró­ni­cos. Este co­m­po­ne­n­te RAM estático es capaz de almacenar, procesar y tra­n­s­mi­tir datos digitales y ana­ló­gi­cos al mismo tiempo. Además de sus variadas po­si­bi­li­da­des de apli­ca­ción, se ca­ra­c­te­ri­za por un consumo de energía co­m­pa­ra­ti­va­me­n­te bajo y una menor se­n­si­bi­li­dad a la radiación. A co­n­ti­nua­ción, te ex­pli­ca­mos qué es CMOS, cómo funciona este co­m­po­ne­n­te se­mi­co­n­du­c­tor y en qué ámbitos se utiliza.

CMOS es un co­m­po­ne­n­te se­mi­co­n­du­c­tor que muchos usuarios de ordenador de mesa y po­r­tá­ti­les conocen, por ejemplo, como memoria CMOS. Este tipo de memoria apenas necesita energía para almacenar la in­fo­r­ma­ción. Por ello, con una batería pequeña puede funcionar durante un periodo de tiempo más largo. Pero ¿cómo?

CMOS funciona mediante la in­ter­ac­ción de dos tra­n­si­s­to­res: un MOSFET de canal N y un MOSFET de canal P. Si el MOSFET del canal N conduce, se desactiva si­mu­l­tá­nea­me­n­te el MOSFET del canal P y viceversa. Debido a la baja tensión en la entrada, la corriente tra­n­s­ve­r­sal se mantiene en cero y solo se necesita energía cuando se conmuta. La RAM-CMOS necesita su propia fuente de ali­me­n­ta­ción, aunque tiene un consumo bajo. La tensión de ali­me­n­ta­ción típica está en el rango de 0,75 a 15 V, que es mucho más bajo que los circuitos bipolares o MOS. El propio tra­n­si­s­tor CMOS tiene un tamaño de pocos mi­lí­me­tros y se considera es­pe­cia­l­me­n­te duradero. La vida útil real depende del tipo y la fre­cue­n­cia de uso.

CMOS consta bá­si­ca­me­n­te de un canal N y un canal P. En estado de reposo, la pérdida de potencia es de solo 10 nW. Durante la co­n­mu­ta­ción, depende del tipo, pero las series estándar llegan a alrededor de 1 mW/MHz. Si se integra una puerta lógica, son unos 10 µW/MHz. Como CMOS es un módulo de memoria lento, hay sistemas ope­ra­ti­vos que no escriben di­re­c­ta­me­n­te en él. En este caso, el contenido y la co­n­fi­gu­ra­ción se almacenan como una copia archivada en la RAM.

En un ordenador, CMOS se utiliza para pa­rá­me­tros BIOS de la placa base. Incluso si la máquina está de­s­co­ne­c­ta­da de la fuente de ali­me­n­ta­ción durante un largo período de tiempo o si el su­mi­ni­s­tro de energía se in­te­rru­m­pe ine­s­pe­ra­da­me­n­te, la memoria CMOS asegura que los datos ne­ce­sa­rios se guarden (sobre todo la co­n­fi­gu­ra­ción del ordenador y su hardware). En ella se almacenan todos los datos de co­n­fi­gu­ra­ción del sistema ne­ce­sa­rios para su puesta en marcha. Para ello, la CMOS alimenta el reloj del sistema.

Si se in­te­rru­m­pe el contacto entre el ordenador y CMOS y también se in­te­rru­m­pe la ali­me­n­ta­ción de la RAM de CMOS, todos los datos de co­n­fi­gu­ra­ción y las co­n­tra­se­ñas se re­ini­cia­rán después de un tiempo. Esto hará que el ordenador vuelva a su co­n­fi­gu­ra­ción por defecto. Lo mismo ocurre en una ac­tua­li­za­ción de la BIOS. De este modo, puedes iniciar la BIOS y ajustar el hardware sin preo­cu­par­te o reac­cio­nar a los mensajes de error mediante los pitidos de la BIOS. CMOS actúa por separado del resto del su­mi­ni­s­tro de energía.

La potente y duradera batería su­mi­ni­s­tra energía a CMOS de forma continua. En la serie estándar se utiliza una pila de litio CR2032. Su vida útil depende pri­n­ci­pa­l­me­n­te de las co­n­di­cio­nes externas. Si la batería está expuesta a grandes flu­c­tua­cio­nes de te­m­pe­ra­tu­ra o si el su­mi­ni­s­tro de energía al ordenador se in­te­rru­m­pe durante un período de tiempo pro­lo­n­ga­do, el re­n­di­mie­n­to de la batería puede verse afectado. Por ello, la esperanza de vida fluctúa, pero no­r­ma­l­me­n­te es de al menos dos años. Sin embargo, en co­n­di­cio­nes ideales, puede alimentar CMOS durante mucho más tiempo.

La te­c­no­lo­gía HCT-CMOS se de­sa­rro­lló para permitir la co­m­pa­ti­bi­li­dad con la tensión TTL. Esto era necesario porque las entradas HC co­n­ve­n­cio­na­les no eran antes to­ta­l­me­n­te co­m­pa­ti­bles con los niveles de salida TTL. Con la nueva te­c­no­lo­gía, la es­tru­c­tu­ra de tra­n­si­s­to­res de CMOS se adaptó a los niveles de tensión de salida del TTL. Esto no solo permite la conexión sin re­s­tri­c­cio­nes de los circuitos TTL y los circuitos CMOS HCT dentro de un voltaje, sino que también se consigue la velocidad de las puertas TTL en el proceso.

El llamado Bi-CMOS combina tra­n­si­s­to­res de efecto de campo con tra­n­si­s­to­res bipolares. Esta co­m­bi­na­ción genera una gran capacidad de co­n­du­c­ción de corriente al tiempo que reduce la de­pe­n­de­n­cia de la carga ca­pa­ci­ti­va. Se utiliza, por ejemplo, en sistemas de radar, sistemas de radio y circuitos de señales. Sin embargo, su fa­bri­ca­ción es mucho más cara.

La te­c­no­lo­gía CMOS se utiliza en numerosas áreas de la ele­c­tró­ni­ca. Además de su uso en pro­ce­sa­do­res, mi­cro­pro­ce­sa­do­res y al­ma­ce­na­mie­n­to, otros di­s­po­si­ti­vos como los relojes digitales también están equipados con CMOS. La te­c­no­lo­gía también se utiliza en el campo de la ele­c­tró­ni­ca de na­ve­ga­ción. Los sensores CMOS se instalan en cámaras digitales y es­pe­c­tró­me­tros. Las numerosas pro­pie­da­des de la te­c­no­lo­gía, su alta re­si­s­te­n­cia, la larga vida útil y los bajos re­qui­si­tos ene­r­gé­ti­cos hacen que CMOS sea in­di­s­pe­n­sa­ble en muchos di­s­po­si­ti­vos modernos.

Cuando se retira la batería de CMOS, se borra el contenido de la memoria. De­pe­n­die­n­do del tipo, este proceso puede durar unos segundos o incluso varios días. Por lo tanto, la batería solo debe retirarse si se va a borrar la memoria. Esto puede ser necesario si el ordenador tiene problemas para arrancar o si se ha insertado un módulo BIOS diferente. Con algunas placas base, este pro­ce­di­mie­n­to también se re­co­mie­n­da después de una ac­tua­li­za­ción de la BIOS. En muchos or­de­na­do­res, también se puede re­s­ta­ble­cer la co­n­tra­se­ña de la BIOS a través de CMOS. Sin embargo, en la mayoría de los po­r­tá­ti­les, la pro­te­c­ción antirrobo in­co­r­po­ra­da hace que este método no funcione.

Puedes encontrar in­fo­r­ma­ción sobre cómo borrar la memoria CMOS en el manual de la placa base co­rre­s­po­n­die­n­te. Presta atención a las in­s­tru­c­cio­nes para evitar que se dañe la placa base o las piezas in­di­vi­dua­les, por ejemplo, por un co­r­to­ci­r­cui­to.