Oli y Olin han explicado las fortalezas de CMOS, pero déjenme dar un paso atrás.
TL: DR: la lógica complementaria permite una oscilación de voltaje de salida de riel a riel, y los transistores MOSFET son una tecnología muy escalable (se pueden obtener miles de millones de transistores en una superficie pequeña) con algunas propiedades muy útiles (en comparación con BJT).
¿Por qué CMOS?
La necesidad de puertas complementarias se debe al hecho de que el concepto de puerta más simple se basa en la idea de pull-up y pull-down; Esto significa que hay un dispositivo (un transistor o un conjunto de transistores) que eleva la salida (a '1') y otro dispositivo para reducirla (a '0').
VGS>VT>0.7V
Tan complementario (la 'C' en CMOS) porque usa dos dispositivos que se comportan de manera opuesta y, por lo tanto, son complementarios. Entonces, la lógica se invierte porque nMOS (que se despliega) requiere un alto voltaje de entrada ('1') para encender y pMOS requiere un bajo voltaje ('0').
Pero, ¿por qué es bueno MOS?
Y algunas informaciones adicionales: como también dijo Olin, la razón principal para la difusión de la tecnología MOSFET es que es un dispositivo plano, lo que significa que es adecuado para fabricarse en la superficie de un semiconductor.
Esto se debe a que, como puede ver en la imagen, la construcción de un MOSFET (este es un canal n, el canal p en el mismo sustrato requiere una región dopada adicional llamada n-pozo) básicamente consiste en dopar las dos regiones n + y depositando la puerta y los contactos (muy muy simplificado).
Los transistores BJT de hoy también se fabrican con tecnología similar a MOS, lo que significa 'grabado' en una superficie, pero básicamente consisten en tres capas de semiconductores dopados de manera diferente, por lo que están destinados principalmente a tecnología discreta. De hecho, la forma en que ahora se construyen es creando estas tres capas a diferentes profundidades en el silicio, y (solo para dar una idea), en tecnología reciente ocupan un área en el orden de micrómetro cuadrado más o menos, mientras que los transistores MOS pueden ser construido en tecnología <20 nm (actualice este valor regularmente), con un área general que puede ser del orden de menos de 100 nm². (imagen a la derecha)
Entonces puede ver que, sumado a las otras propiedades, un transistor MOSFET es mucho más adecuado (en la tecnología actual) para lograr la integración a gran escala, o VLSI.
De todos modos, el transistor bipolar todavía se usa ampliamente en electrónica analógica, por sus mejores propiedades de linealidad. Además, un BJT es más rápido que un MOSFET construido con la misma tecnología (que se entiende como dimensiones de transistor).
CMOS vs MOS
Tenga en cuenta que CMOS no es equivalente a MOS: dado que la C es para 'Complementaria', es una configuración particular (incluso si se usa ampliamente) para puertas MOS, mientras que los circuitos de alta velocidad a menudo usan lógica dinámica, que tiene como objetivo básicamente reducir la capacitancia de entrada de puertas De hecho, tratar de llevar la tecnología al límite, tener dos capacitancias de puerta (como lo ha hecho CMOS) en la entrada es una causa de pérdida de rendimiento. Se podría decir que es suficiente aumentar la corriente entregada en la etapa anterior, pero, por poner un ejemplo, la velocidad de carga 2x requiere corriente de carga 2x, lo que significa 2x conductividad, que se logra con 2x de ancho de canal y, sorpresa, eso duplica el capacitancia de entrada.
Otras topologías, como la lógica de transistores de paso, pueden simplificar la estructura de ciertas puertas y, a veces, lograr una mayor velocidad.
Acerca de las interfaces
Cambiando de tema, cuando se habla de microcontroladores e interfaces, es importante recordar que la alta impedancia de entrada de las compuertas CMOS hace que sea muy importante asegurarse de que los pines de entrada / salida nunca se dejen flotando (si tienen protección, esto se garantiza internamente), ya que la puerta puede estar expuesta al ruido externo y asumir valores impredecibles (con posible bloqueo y daño). Por lo tanto, indicar que un dispositivo tiene características CMOS también debería informarle sobre esto.