cmos芯片的主要用途及cmos芯片的內部電路解析

cmos芯片的主要用途

cmos芯片的主要用途是文中要講的部分，MOS芯片是一種低耗電存儲器，其主要作用是用來(lái)存放BIOS中的設置信息以及系統時(shí)間日期。應該把它和BIOS芯片區別開(kāi)。早期的CMOS芯片是一塊單獨的芯片MC146818A（DIP封裝），共有64個(gè)字節存放系統信息。386以后的微機一般將MC146818A芯片集成到其它的IC芯片中（如82C206，PQFP封裝），586以后主板上更是將CMOS與系統實(shí)時(shí)時(shí)鐘和后備電池集成到一塊叫做DALLDADS1287的芯片中。隨著(zhù)微機的發(fā)展、可設置參數的增多，現在的CMOSRAM一般都有128字節及至256字節的容量。

為保持兼容性，各BIOS廠(chǎng)商都將自己的BIOS中關(guān)于CMOSROM的前64字節內容的設置統一與MC146818A的CMOSROM格式一致，而在擴展出來(lái)的部分加入自己的特殊設置，所以不同廠(chǎng)家的BIOS芯片一般不能互換，即使是能互換的，互換后也要對CMOS信息重新設置以確保系統正常運行。

如果CMOS中數據損壞，計算機將無(wú)法正常工作，為了確保CMOS數據不被損壞，主板廠(chǎng)商都在主板上設置了開(kāi)關(guān)跳線(xiàn)，一般默認為關(guān)閉。當要CMOS數據進(jìn)行更新時(shí)，可將它設置為可改寫(xiě)。為使計算機不丟失CMOS和系統時(shí)鐘信息，在CMOS芯片的附近有一個(gè)電池給他持續供電。

CMOS由PMOS管和NMOS管共同構成，它的特點(diǎn)是低功耗。由于CMOS中一對MOS組成的門(mén)電路在瞬間要么PMOS導通、要么NMOS導通、要么都截至，比線(xiàn)性的三極管（BJT）效率要高得多，因此功耗很低。相對于其他邏輯系列，CMOS邏輯電路具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、允許的電源電壓范圍寬，方便電源電路的設計

2、邏輯擺幅大，使電路抗干擾能力強

3、靜態(tài)功耗低

4、隔離柵結構使CMOS器件的輸入電阻極大，從而使CMOS期間驅動(dòng)同類(lèi)邏輯門(mén)的能力比其他系列強得多

在計算機領(lǐng)域，CMOS常指保存計算機基本啟動(dòng)信息（如日期、時(shí)間、啟動(dòng)設置等）的芯片。有時(shí)人們會(huì )把CMOS和BIOS混稱(chēng)，其實(shí)CMOS是主板上的一塊可讀寫(xiě)的并行或串行FLASH芯片，是用來(lái)保存BIOS的硬件配置和用戶(hù)對某些參數的設定。

cmos芯片的主要用途-cmos芯片的內部電路

下圖表示典型的CMOS芯片。可以看出，每個(gè)引腳都具有保護二極管和CMOS晶體管的網(wǎng)絡(luò )。

CMOS芯片的內部電路

每個(gè)輸入引腳上的CMOS晶體管通過(guò)允許電流從V DD（芯片的電源電壓）流入DUT電路以及從DUT電路流向V SS（地）來(lái)起到開(kāi)關(guān)的作用。如果在輸入或輸出引腳上感應出過(guò)壓，可能會(huì )損壞CMOS晶體管。為了保護這些器件，每個(gè)信號引腳都放置了兩個(gè)二極管（參見(jiàn)上圖）。第一個(gè)位于信號引腳和V DD之間，第二個(gè)位于信號引腳和V SS之間。如果在任何引腳上施加大于V DD的正過(guò)壓，則V DD二極管變?yōu)檎蚱茫试S電流在信號引腳和V DD之間流動(dòng)。

類(lèi)似地，如果在任何引腳上施加大于V SS的負過(guò)壓，則V SS二極管變?yōu)檎蚱茫试S電流在V SS和信號引腳之間流動(dòng)。這樣，保護二極管可防止在過(guò)壓條件下?lián)p壞CMOS晶體管和DUT電路。V DD和V SS保護二極管必須在開(kāi)路和短路條件下進(jìn)行測試，以確保其正常工作。如果保護二極管缺失或功能不正常，可能會(huì )出現開(kāi)路情況。如果存在直接連接，則可能出現短暫情況：

引腳和V DD之間

引腳和V SS之間

引腳和另一個(gè)信號引腳之間

這些短路故障模式中的每一種都妨礙了設備的正確操作。打開(kāi)并短接所有上述故障模式的測試檢查。

cmos芯片的主要用途

cmos芯片的主要用途如下：在今日，CMOS制造工藝也被應用于制作數碼影像器材的感光元件，尤其是片幅規格較大的單反數碼相機。另外，CMOS同時(shí)可指互補式金氧半元件及制程。

因此時(shí)至今日，雖然因為工藝原因，都叫做CMOS，但是CMOS在三個(gè)應用領(lǐng)域，呈現出迥然不同的外觀(guān)特征：

一是用于計算機信息保存，CMOS作為可擦寫(xiě)芯片使用，在這個(gè)領(lǐng)域，用戶(hù)通常不會(huì )關(guān)心CMOS的硬件問(wèn)題，而只關(guān)心寫(xiě)在CMOS上的信息，也就是BIOS的設置問(wèn)題，其中提到最多的就是系統故障時(shí)拿掉主板上的電池，進(jìn)行CMOS放電操作，從而還原BIOS設置。

二是在數字影像領(lǐng)域，CMOS作為一種低成本的感光元件技術(shù)被發(fā)展出來(lái)，市面上常見(jiàn)的數碼產(chǎn)品，其感光元件主要就是CCD或者CMOS，尤其是低端攝像頭產(chǎn)品，而通常高端攝像頭都是CCD感光元件。

三是在更加專(zhuān)業(yè)的集成電路設計與制造領(lǐng)域。

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