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器，其主要作用是用來存放BIOS中的設(shè)置信息以及系統(tǒng)時間日期。應(yīng)該把它和BIOS芯片區(qū)別開。早期的CMOS芯片是一塊單獨的芯片MC146818A（DIP封裝），共有64個字節(jié)存放系統(tǒng)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(tǒng)實時時鐘和后備電池集成到一塊叫做DALLDADS1287的芯片中。隨著微機的發(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，而在擴展出來的部分加入自己的特殊設(shè)置，所以不同廠家的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(shè)置以確保系統(tǒng)正常運行。

如果CMOS中數(shù)據(jù)損壞，計算機將無法正常工作，為了確保CMOS數(shù)據(jù)不被損壞，主板廠商都在主板上設(shè)置了開關(guān)跳線，一般默認(rèn)為關(guān)閉。當(dāng)要CMOS數(shù)據(jù)進行更新時，可將它設(shè)置為可改寫。為使計算機不丟失CMOS和系統(tǒng)時鐘信息，在CMOS芯片的附近有一個電池給他持續(xù)供電。

CMOS由PMOS管和NMOS管共同構(gòu)成，它的特點是低功耗。由于CMOS中一對MOS組成的門電路在瞬間要么PMOS導(dǎo)通、要么NMOS導(dǎo)通、要么都截至，比線性的三極管（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：

1、允許的電源電壓范圍寬，方便電源電路的設(shè)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(jié)構(gòu)使CMOS器件的輸入電阻極大，從而使CMOS期間驅(qū)動同類邏輯門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信息（如日期、時間、啟動設(shè)置等）的芯片。有時人們會把CMOS和BIOS混稱，其實CMOS是主板上的一塊可讀寫的并行或串行FLASH芯片，是用來保存BIOS的硬件配置和用戶對某些參數(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?，每個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(nèi)部電路

每個輸入引腳上的CMOS晶體管通過允許電流從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）來起到開關(guān)的作用。如果在輸入或輸出引腳上感應(yīng)出過壓，可能會損壞CMOS晶體管。為了保護這些器件，每個信號引腳都放置了兩個二極管（參見上圖）。第一個位于信號引腳和V DD之間，第二個位于信號引腳和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。

類似地，如果在任何引腳上施加大于V SS的負過壓，則V SS二極管變?yōu)檎蚱?，允許電流在V SS和信號引腳之間流動。這樣，保護二極管可防止在過壓條件下?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路和短路條件下進行測試，以確保其正常工作。如果保護二極管缺失或功能不正常，可能會出現(xiàn)開路情況。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

引腳和另一個信號引腳之間

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(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。另外，CMOS同時可指互補式金氧半元件及制程。

因此時至今日，雖然因為工藝原因，都叫做CMOS，但是CMOS在三個應(yīng)用領(lǐng)域，呈現(xiàn)出迥然不同的外觀特征：

一是用于計算機信息保存，CMOS作為可擦寫芯片使用，在這個領(lǐng)域，用戶通常不會關(guān)心CMOS的硬件問題，而只關(guān)心寫在CMOS上的信息，也就是BIOS的設(shè)置問題，其中提到最多的就是系統(tǒng)故障時拿掉主板上的電池，進行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，市面上常見的數(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。

三是在更加專業(yè)的集成電路設(shè)計與制造領(lǐng)域。

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