¿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.