cmos芯片的主要用途與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。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(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(jìn)行更新時(shí),可將它設(shè)置為可改寫。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(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)同類邏輯門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,其實(shí)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(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。可以看出,每個(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(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的正過壓,則V DD二極管變?yōu)檎蚱茫试S電流在信號(hào)引腳和V DD之間流動(dòng)。
類似地,如果在任何引腳上施加大于V SS的負(fù)過壓,則V SS二極管變?yōu)檎蚱茫试S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)楣に囋颍冀凶鯟MOS,但是CMOS在三個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域,呈現(xiàn)出迥然不同的外觀特征:
一是用于計(jì)算機(jī)信息保存,CMOS作為可擦寫芯片使用,在這個(gè)領(lǐng)域,用戶通常不會(huì)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(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,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(jì)與制造領(lǐng)域。
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