cmos芯片的主要用途及cmos芯片的內(nèi)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(chǔ)器，其主要作用是用來(lái)存放BIOS中的設(shè)置信息以及系統(tǒng)時(shí)間日期。應(yīng)該把它和BIOS芯片區(qū)別開(kāi)。早期的CMOS芯片是一塊單獨(dú)的芯片MC146818A（DIP封裝），共有64個(gè)字節(jié)存放系統(tǒng)信息。386以后的微機(jī)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(tǒng)實(shí)時(shí)時(shí)鐘和后備電池集成到一塊叫做DALLDADS1287的芯片中。隨著微機(jī)的發(fā)展、可設(shè)置參數(shù)的增多，現(xiàn)在的CMOSRAM一般都有128字節(jié)及至256字節(jié)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(jié)內(nèi)容的設(shè)置統(tǒng)一與MC146818A的CMOSROM格式一致，而在擴(kuò)展出來(lái)的部分加入自己的特殊設(shè)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(duì)CMOS信息重新設(shè)置以確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。

如果CMOS中數(shù)據(jù)損壞，計(jì)算機(jī)將無(wú)法正常工作，為了確保CMOS數(shù)據(jù)不被損壞，主板廠(chǎng)商都在主板上設(shè)置了開(kāi)關(guān)跳線(xiàn)，一般默認(rèn)為關(guān)閉。當(dāng)要CMOS數(shù)據(jù)進(jìn)行更新時(shí)，可將它設(shè)置為可改寫(xiě)。為使計(jì)算機(jī)不丟失CMOS和系統(tǒng)時(shí)鐘信息，在CMOS芯片的附近有一個(gè)電池給他持續(xù)供電。

CMOS由PMOS管和NMOS管共同構(gòu)成，它的特點(diǎn)是低功耗。由于CMOS中一對(duì)MOS組成的門(mén)電路在瞬間要么PMOS導(dǎo)通、要么NMOS導(dǎo)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(duì)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(shè)計(jì)

2、邏輯擺幅大，使電路抗干擾能力強(qiáng)

3、靜態(tài)功耗低

4、隔離柵結(jié)構(gòu)使CMOS器件的輸入電阻極大，從而使CMOS期間驅(qū)動(dòng)同類(lèi)邏輯門(mén)的能力比其他系列強(qiáng)得多

在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，CMOS常指保存計(jì)算機(jī)基本啟動(dòng)信息（如日期、時(shí)間、啟動(dòng)設(shè)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(duì)某些參數(shù)的設(shè)定。

cmos芯片的主要用途-cmos芯片的內(nèi)部電路

下圖表示典型的CMOS芯片?？梢钥闯觯總€(gè)引腳都具有保護(hù)二極管和CMOS晶體管的網(wǎng)絡(luò)。

CMOS芯片的內(nèi)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(yīng)出過(guò)壓，可能會(huì)損壞CMOS晶體管。為了保護(hù)這些器件，每個(gè)信號(hào)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(hào)引腳和V DD之間，第二個(gè)位于信號(hào)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?，允許電流在信號(hào)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(fù)過(guò)壓，則V SS二極管變?yōu)檎蚱?，允許電流在V SS和信號(hào)引腳之間流動(dòng)。這樣，保護(hù)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(hù)二極管必須在開(kāi)路和短路條件下進(jìn)行測(cè)試，以確保其正常工作。如果保護(hù)二極管缺失或功能不正常，可能會(huì)出現(xiàn)開(kāi)路情況。如果存在直接連接，則可能出現(xiàn)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(hào)引腳之間

這些短路故障模式中的每一種都妨礙了設(shè)備的正確操作。打開(kāi)并短接所有上述故障模式的測(cè)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(yīng)用于制作數(shù)碼影像器材的感光元件，尤其是片幅規(guī)格較大的單反數(shù)碼相機(jī)。另外，CMOS同時(shí)可指互補(bǔ)式金氧半元件及制程。

因此時(shí)至今日，雖然因?yàn)楣に囋?，都叫做CMOS，但是CMOS在三個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，呈現(xiàn)出迥然不同的外觀(guān)特征：

一是用于計(jì)算機(jī)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(shè)置問(wèn)題，其中提到最多的就是系統(tǒng)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(shè)置。

二是在數(shù)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(shù)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(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域。

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