CMOS

CMOS

CMOS是Complementary Metal Oxide Semiconductor(互補金屬氧化物半導體)的縮寫。它是指製造大規模積體電路晶片用的一種技術或用這種技術製造出來的晶片,是電腦主機板上的一塊可讀寫的RAM晶片。因為可讀寫的特性,所以在電腦主機板上用來保存BIOS設定完電腦硬體參數後的數據,這個晶片僅僅是用來存放數據的。

電壓控制的一种放大器件,是組成CMOS數字積體電路的基本單元

而對BIOS中各項參數的設定要通過專門的程式。BIOS設定程式一般都被廠商整合在晶片中,在開機時通過特定的按鍵就可進入BIOS設定程式,方便地對系統進行設定。因此BIOS設定有時也被叫做CMOS設定。

基本介绍

  • 中文名:互補金屬氧化物半導體
  • 外文名:Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • 簡稱:CMOS
  • 總類PMOSNMOS
術語信息,縮寫,設定,設定方法,參數設定,設定內容,電池放電,數據恢復,口令,歷史,CMOS與BIOS,相機領域,成像過程,集成性,積體電路,電路原理,發展歷史,優點,詳細信息,製造過程,歷史,其他縮寫,媒體最佳化研究,相關專業術語,

術語信息

縮寫

在計算機領域,CMOS常指保存計算機基本啟動信息(如日期、時間、啟動設定等)的晶片。有時人們會把CMOS和BIOS混稱,其實CMOS是主機板上的一塊可讀寫的並行或串列FLASH晶片,是用來保存BIOS的硬體配置和用戶對某些參數的設定。
在今日,CMOS製造工藝也被套用於製作數碼影像器材的感光元件,尤其是片幅規格較大的單眼數位相機。
另外,CMOS同時可指互補式金氧半元件及製程
因此時至今日,雖然因為工藝原因,都叫做CMOS,但是CMOS在三個套用領域,呈現出迥然不同的外觀特徵:
一是用於計算機信息保存,CMOS作為可擦寫晶片使用,在這個領域,用戶通常不會關心CMOS的硬體問題,而只關心寫在CMOS上的信息,也就是BIOS的設定問題,其中提到最多的就是系統故障時拿掉主機板上的電池,進行CMOS放電操作,從而還原BIOS設定。
二是在數字影像領域,CMOS作為一種低成本的感光元件技術被發展出來,市面上常見的數碼產品,其感光元件主要就是CCD或者CMOS,尤其是低端攝像頭產品,而通常高端攝像頭都是CCD感光元件。
三是在更加專業的積體電路設計與製造領域。
CMOS
CMOS

設定

如果是兼容桌上型電腦,並且是AwardAMI、Phoenix公司的BIOS設定程式,那么開機後按Delete鍵或小鍵盤上的Del鍵就可以進入CMOS設定界面。
cmos設定圖解cmos設定圖解
如果是品牌機(包括桌上型電腦或筆記本電腦),如果按Delete不能進入CMOS,那么就要看開機後電腦螢幕上的提示,一般是出現【Press XXX to Enter SETUP】,我們就按“XXX”鍵就可以進入CMOS了。筆記本觸發鍵一般是F2或者Delete鍵。
如果沒有如何提示,就要查看電腦的使用說明書。如果實在找不到,那么就試一試下面的這些品牌機常用的鍵:
“F2”,“F10”,“F12”,“Ctrl+F10”,“Ctrl+Alt+F8”,“Ctrl+Alt+Esc”等。

設定方法

一、進入CMOS設定界面
開啟計算機或重新啟動計算機後,在螢幕顯示“Waiting……”時,按下“Del”鍵就可以進入CMOS的設定界面。要注意的是,如果按得太晚,計算機將會啟動系統,這時只有重新啟動計算機了。大家可在開機後立刻按住Del鍵直到進入CMOS。進入後,你可以用方向鍵移動游標選擇CMOS設定界面上的選項,然後按Enter進入副選單。
二、設定日期
我們可以通過修改CMOS設定來修改計算機時間。選擇第一個標準CMOS設定(Standard CMOS Setup),按Enter進入標準設定界面,CMOS中的日期的格式為<;;星期><;;月份><;;日期><;;年份>;;,除星期是由計算機根據日期來計算以外,其它的可以依次移動游標用數字鍵輸入,如今天是6月1日,你可以將它改為6月2日。當然,你也可以用Page Up/Page Down來修改。
三、設定啟動順序
如果我們要安裝新的作業系統,一般情況下須將計算機的啟動順序改為先由軟碟(A)啟動或光碟(CD-ROM)啟動。選擇CMOS主界面中的第二個選項BIOS特性設定(BIOS Features Setup),將游標移到啟動順序項(Boot Sequence),然後用PageUp或PageDown選擇修改,其中A表示從軟碟啟動,C表示從硬碟啟動,CD-ROM表示從光碟啟動,SCSI表示從SCSI設備啟動,啟動順序按照它的排列來決定,誰在前,就從誰最先啟動。如C:CDROM,A,表示最先從硬碟啟動,如果硬碟啟動不了則從光碟啟動,如果硬碟和光碟都無法啟動則從A盤啟動。在BIOS特性設定中,還有幾個重要選項:
①Quick Power On Self Test(快速開機自檢),當電腦加電開機的時候,主機板BIOS會執行一連串的檢查測試,檢查的是系統和周邊設備。如果該項選擇了Enabled,則BIOS將精簡自檢的步驟,以加快開機的速度。
②Boot Up Floppy Seek(開機軟碟機檢查),當電腦加電開機時,BIOS會檢查軟碟機是否存在。選擇Enabled時,如果BIOS不能檢查到軟碟機,則會提示軟碟機錯誤。選擇Disabled,BIOS將會跳過這項測試。
③Boot UP NumLock Status(啟動數字鍵狀態),一般情況下,小鍵盤(鍵盤右部)是作為數字鍵用的(默認為ON,啟用小鍵盤為數字鍵),如果有特殊需要,只要將ON改成OFF,小鍵盤就變為方向鍵。
④Security Option(安全選擇)
有兩個選項,如果設定為Setup時,開機時不需要密碼,進入CMOS時就需要密碼(當然事先要設定密碼)了,但只有超級用戶的密碼才能對CMOS的各種參數進行更改,普通用戶的密碼不行。如果設為System時,則開機時就需要密碼(超級用戶與普通用戶密碼都可以),到CMOS修改時,也只有超級用戶的密碼才有修改權。
四、設定CPU
CPU作為電腦的核心,在CMOS中有專項的設定。在主界面中用方向鍵移動到“<<<CPU PLUG & PLAY>>>;;”,此時我們就可以設定CPU的各種參數了。在“Adjust CPU Voltage”中,設定CPU的核心電壓。如果要更改此值,用方向鍵移動到該項目,再用“Page UP/Page Down”或“+/-”來選擇合適的核心電壓。然後用方向鍵移到“CPU Speed”,再用“Page UP/Page Down”或“+/-”來選擇適用的倍頻與外頻。注意,如果沒有特殊需要,初學者最好不要隨便更改CPU相關選項!
五、設定密碼
CMOS中為用戶提供了兩種密碼設定,即超級用戶/普通用戶口令設定(SUPERⅥSOR/USER PASSWORD)。口令設定方式如下:
1.選擇主界面中的“SUPERⅥSOR PASSWORD”,按下Enter鍵後,出現:Enter Password:(輸入口令),
2.你輸入的口令不能超過8個字元,螢幕不會顯示輸入的口令,輸入完成按Enter鍵,
3.這時出現讓你確認口令:“Confirm Password”(確認口令),輸入你剛才輸入的口令以確認,然後按Enter鍵,就設定好了。
普通用戶口令與其設定一樣,就不再多說了。如果您需要刪除您先前設定的口令,只需選擇此口令然後按Enter鍵即可(不要輸入任何字元),這樣你將刪除你先前的所設的口令了。超級用戶與普通用戶的密碼的區別在於進入CMOS時,輸入超級用戶的密碼可以對CMOS所有選項進行修改,而普通用戶只能更改普通用戶密碼,而不能修改CMOS中的其它參數,聯繫在於當安全選擇(Security Option)設定為SYSTEM時,輸入它們中任一個都可以開機。
六、設定硬碟參數
如果你要更換硬碟,安裝好硬碟後,你要在CMOS中對硬碟參數進行設定。CMOS中有自動檢測硬碟參數的選項。在主界面中選擇“IDE HDD AUTO DETECTION”選項,然後按Enter鍵,CMOS將自動尋找硬碟參數並顯示在螢幕上,其中SIZE為硬碟容量,單位是MB;MODE為硬碟參數,第1種為NORMAL,第2種為LBA,第3種為LARGE。我們在鍵盤上鍵入“Y”並回車確認。
接著,系統檢測其餘的三個IDE接口,如果檢測到就會顯示出來,你只要選擇就可以了。檢測以後,自動回到主界面。這時硬碟的信息會被自動寫入主界面的第一個選項——標準CMOS設定(STANDARD CMOS SETUP)中。
七、保存設定
我們所做的修改工作都要保存才能生效,要不然就會前功盡棄。設定完成後,按ESC返回主界面,將游標移動到“SAVE & EⅪT SETUP”(存儲並結束設定)來保存(或按F10鍵),按Enter後,選擇“Y”,就OK了。

參數設定

如果CMOS不提供關閉操作,可使用軟體設定,方法如下:
1)使用開始選單-運行命令,輸入msconfig指令;
2)選中"BOOT.INI"標籤,進入BOOT.INI設定界面;
3)選擇"高級選項",彈出高級選項設定對話框。

設定內容

大致都包含如下可設定的內容:
⒈Standard CMOS Setup:標準參數設定,包括日期,時間和軟、硬碟參數等。
⒉BIOS Features Setup:設定一些系統選項。
⒊Chipset Features Setup:主機板晶片參數設定。
⒋Power Management Setup:電源管理設定。
⒌PnP/PCI Configuration Setup:即插即用及PCI外掛程式參數設定。
⒍Integrated Peripherals:整合外設的設定。
⒎其他:硬碟自動檢測,系統口令,載入預設設定,退出等

電池放電

打開電腦的主機箱,可以在主機板右側看到一塊"圓"形成扁體的電池,這塊鈕扣電池也稱CMOS電池,保存主機板信息的BIOS設定,我在網咖工作,經常碰到主機啟動不了的情況,一般比較容易見效的方法是:將主機電源拔出來,意思是把電源線從電源盒拿下來,這樣是完全斷電狀態,取下主機板上的紐扣電池可以看到兩個金屬片,成上下,也就是正\負極電路,將其對接讓它短路,按著幾秒鐘,放電基本成功.
還有一種叫小CMOS放電:同樣將電源線從電源盒上拔下來,在這樣的狀態下按"開機"按鈕,重試幾下,系統也將小放電,一般也可以解決電腦無法開機的問題.
常常聽到計算機高手或者非高手說“口令忘啦?給CMOS放電吧。”,這到底是什麼意思呢?
如果你在計算機中設定了進入口令,而你又碰巧忘記了這個口令,你將無法進入計算機。不過還好,口令是存儲在CMOS中的,而CMOS必須有電才能保持其中的數據。所以,我們可以通過對CMOS的放電操作使計算機“放棄”對口令的要求。具體操作如下:
打開機箱,找到主機板上的鈕扣電池,將其與主機板的連線斷開(就是取下紐扣電池或是調整跳線),此時CMOS將因斷電而失去內部儲存的一切信息。再將鈕扣電池接通,合上機箱開機,由於CMOS已是一片空白,它將不再要求你輸入密碼,此時進入BIOS設定程式,選擇主選單中的“LOADBIOSDEFAULT”(裝入BIOS預設值)或“LOADSETUPDEFAULT”(裝入設定程式預設值)即可,前者以最安全的方式啟動計算機,後者能使你的計算機發揮出較高的性能。

數據恢復

檔案CMOS.DAT的內容可以在DEBUG(或PCTOOLS等工具軟體)中顯示和編輯,也可將其再寫回CMOS,這裡給出自動寫回數據的程式:
/*把A盤CMOS.DAT檔案的數據寫回CMOS中*/
#include"stdio.h"
main()
{charcmos[64];FILE*fp;inti;
fp=fopen("A:\CMOS.DAT","rb");
fread(&cmos[0],1,64,fp);
for(i=0;i00)

口令

由於各種原因,有時需要破譯或者摧毀CMOS的口令,此時可以根據具體情況採取各種不同的方法。如果能啟動系統,但由於忘記或不知CMOS口令而無法進入CMOS設定狀態,此時可採用程式法來破譯CMOS的口令,用程式摧毀CMOS密碼的設定:
/*摧毀CMOS密碼*/
#include
voidfar(*p)()=MK_FP(0xffff,0x0000);
main()
{inti;
for(i=0x34;iDEBUG
―O7010
―O7101
―Q
另外,也可以把上述操作用DEBUG寫成一個程式放在一個檔案中,具體操作如下:
C:\>DEBUG
―A100
XXXX:0100MOVDX,70
XXXX:0103MOVAL,10
XXXX:0105OUTDX,AL
XXXX:0106MOVDX,71
XXXX:0109MOVAL,01
XXXX:010BOUTDX,AL
XXXX:010C
―RCX
CX0000
:0C
―NDELCMOS.COM
―W
Writing000Cbytes
―Q
以後,只要能用軟碟啟動系統,運行DELCMOS.COM就能取消CMOS的設定。

歷史

CMOS是主機板上一塊可讀寫的RAM晶片,用於保存當前系統的硬體配置信息和用戶設定的某些參數。CMOS RAM由主機板上的鈕扣電池供電,即使系統斷電信息也不會丟失。對CMOS中各項參數的設定和更新可通過開機時特定的按鍵實現(一般是Del鍵)。進入BIOS設定程式可對CMOS進行設定。一般CMOS設定習慣上也被叫做BIOS設定。

CMOS與BIOS

BIOS是主機板上的一塊可讀寫的EPROM或EEPROM晶片,裡面裝有系統的重要信息和設定系統參數的設定程式(BIOSSetup程式);CMOS是主機板上的一塊可讀寫的RAM晶片,裡面裝的是關於系統配置的具體參數,其內容可通過設定程式進行讀寫。CMOSRAM晶片靠鈕扣電池供電,即使系統斷電後信息也不會丟失。CMOSRAM既是BIOS設定系統參數的存放場所,又是BIOS設定系統參數的結果。
CMOS,即:Complementary Metal Oxide Semiconductor——互補金屬氧化物半導體(本意是指互補金屬氧化物半導體存儲器,是一種大規模套用於積體電路晶片製造的原料),是微機主機板上的一塊可讀寫的RAM晶片。CMOS RAM晶片由系統通過一塊鈕扣電池供電,因此無論是在關機狀態中,還是遇到系統斷電情況,CMOS信息都不會丟失。
BIOS是一組設定硬體的電腦程式,保存在主機板上的一塊EPROM或EEPROM晶片中,裡面裝有系統的重要信息和設定系統參數的設定程式——BIOS Setup程式。而CMOS即:Complementary Metal Oxide Semiconductor——互補金屬氧化物半導體,是主機板上的一塊可讀寫的RAM晶片,用來保存當前系統的硬體配置和用戶對參數的設定,其內容可通過設定程式進行讀寫。CMOS晶片由主機板上的鈕扣電池供電,即使系統斷電,參數也不會丟失。CMOS晶片只有保存數據的功能,而對CMOS中各項參數的修改要通過BIOS的設定程式來實現。CMOS RAM既是BIOS設定系統參數的存放場所,又是 BIOS設定系統參數的結果。因此,完整的說法應該是“通過BIOS設定程式對CMOS參數進行設定”。由於 BIOS和CMOS都跟系統設定密切相關,所以在實際使用過程中造成了BIOS設定和CMOS設定的說法,其實指的都是同一回事。
所謂BIOS,實際上就是微機的基本輸入輸出系統(BasicInput-OutputSystem),其內容集成在微機主機板上的一個ROM晶片上,主要保存著有關微機系統最重要的基本輸入輸出程式,系統信息設定、開機上電自檢程式和系統啟動自檢程式等。
BIOS功能主要包括以下方面:
一是BIOS中斷服務程式,即微機系統中軟體與硬體之間的一個可程式接口,主要用於程式軟體功能與微機硬體之間實現銜接。作業系統對軟碟、硬碟、光碟機、鍵盤、顯示器等外圍設備的管理,都是直接建立在BIOS系統中斷服務程式的基礎上,操作人員也可以通過訪問INT5、INT13等中斷點而直接調用BIOS中斷服務程式。
二是BIOS系統設定程式,前面談到微機部件配置記錄是放在一塊可讀寫的CMOSRAM晶片中的,主要保存著系統基本情況、CPU特性、軟硬碟驅動器、顯示器、鍵盤等部件的信息。在BIOSROM晶片中裝有“系統設定程式”,主要用來設定CMOSRAM中的各項參數。這個程式在開機時按下某個特定鍵即可進入設定狀態,並提供了良好的界面供操作人員使用。事實上,這個設定CMOS參數的過程,習慣上也稱為“BIOS設定”。
三是POST上電自檢程式,微機按通電源後,系統首先由POST(PowerOnSelfTest,上電自檢)程式來對內部各個設備進行檢查。通常完整的POST自檢將包括對CPU、640K基本記憶體、1M以上的擴展記憶體、ROM、主機板、CMOS存貯器、串並口、顯示卡、軟硬碟子系統及鍵盤進行測試,一旦在自檢中發現問題,系統將給出提示信息或鳴笛警告。
第四為BIOS系統啟動自舉程式,系統在完成POST自檢後,ROMBIOS就首先按照系統CMOS設定中保存的啟動順序搜尋軟硬碟驅動器及CD—ROM、網路伺服器等有效地啟動驅動器,讀入作業系統引導記錄,然後將系統控制權交給引導記錄,並由引導記錄來完成系統的順利啟動。

相機領域

CMOS製造工藝也被套用於製作數碼影像器材的感光元件(常見的有CCD和CMOS),尤其是片幅規格較大的單眼數位相機。再透過晶片上的模-數轉換器(ADC)將獲得的影像訊號轉變為數位訊號輸出。
CMOS與CCD的區別

成像過程

CCD與CMOS圖像感測器光電轉換的原理相同,他們最主要的差別在於信號的讀出過程不同;由於CCD僅有一個(或少數幾個)輸出節點統一讀出,其信號輸出的一致性非常好;而CMOS晶片中,每個像素都有各自的信號放大器,各自進行電荷-電壓的轉換,其信號輸出的一致性較差。但是CCD為了讀出整幅圖像信號,要求輸出放大器的信號頻寬較寬,而在CMOS 晶片中,每個像元中的放大器的頻寬要求較低,大大降低了晶片的功耗,這就是CMOS晶片功耗比CCD要低的主要原因。儘管降低了功耗,但是數以百萬的放大器的不一致性卻帶來了更高的固定噪聲,這又是CMOS相對CCD的固有劣勢。

集成性

從製造工藝的角度看,CCD中電路和器件是集成在半導體單晶材料上,工藝較複雜,世界上只有少數幾家廠商能夠生產CCD晶元,如DALSA、SONY、松下等。CCD僅能輸出模擬電信號,需要後續的地址解碼器、模擬轉換器、圖像信號處理器處理,並且還需要提供三組不同電壓的電源同步時鐘控制電路,集成度非常低。而CMOS是集成在被稱作金屬氧化物的半導體材料上,這種工藝與生產數以萬計的計算機晶片和存儲設備等半導體積體電路的工藝相同,因此生產CMOS的成本相對CCD低很多。同時CMOS晶片能將圖像信號放大器、信號讀取電路、A/D轉換電路、圖像信號處理器及控制器等集成到一塊晶片上,只需一塊晶片就可以實現相機的的所有基本功能,集成度很高,晶片級相機概念就是從這產生的。隨著CMOS成像技術的不斷發展,有越來越多的公司可以提供高品質的CMOS成像晶片,包括:Micron、 CMOSIS、Cypress等。
3. 速度
CCD採用逐個光敏輸出,只能按照規定的程式輸出,速度較慢。CMOS有多個電荷—電壓轉換器和行列開關控制,讀出速度快很多,大部分500fps以上的高速相機都是CMOS相機。此外CMOS 的地址選通開關可以隨機採樣,實現子視窗輸出,在僅輸出子視窗圖像時可以獲得更高的速度。
4. 噪聲
CCD技術發展較早,比較成熟,採用PN結或二氧化矽(SiO2)隔離層隔離噪聲,成像質量相對CMOS光電感測器有一定優勢。由於CMOS圖像感測器集成度高,各元件、電路之間距離很近,干擾比較嚴重,噪聲對圖像質量影響很大。隨著CMOS電路消噪技術的不斷發展,為生產高密度優質的CMOS圖像感測器提供了良好的條件。

積體電路

CMOS同時可指互補式金氧半元件及製程。在同樣的功能需求下。
自1958年美國德克薩斯儀器公司(TI)發明積體電路(IC)後,隨著矽平面技術的發展,二十世紀六十年代先後發明了雙極型和MOS型兩種重要的積體電路,它標誌著由電子管和電晶體製造電子整機的時代發生了量和質的飛躍。
MOS是:金屬-氧化物-半導體(Metal-Oxide-Semiconductor)結構的電晶體簡稱MOS電晶體,有P型MOS管和N型MOS管之分。由MOS管構成的積體電路稱為MOS積體電路,而由PMOS管和NMOS管共同構成的互補型MOS積體電路即為CMOS-IC(Complementary MOS Integrated Circuit)。
數字積體電路按導電類型可分為雙極型積體電路(主要為TTL)和單極型積體電路(CMOS、NMOS、PMOS等)。CMOS電路的單門靜態功耗在毫微瓦(nw)數量級。

電路原理

CMOS,全稱Complementary Metal Oxide Semiconductor,即互補金屬氧化物半導體,是一種大規模套用於積體電路晶片製造的原料。採用CMOS技術可以將成對的金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)集成在一塊矽片上。該技術通常用於生產RAM和交換套用系統,在計算機領域裡通常指保存計算機基本啟動信息(如日期、時間、啟動設定等)的RAM晶片。
CMOS由PMOS管和NMOS管共同構成,它的特點是低功耗。由於CMOS中一對MOS組成的門電路在瞬間要么PMOS導通、要么NMOS導通、要么都截至,比線性的三極體(BJT)效率要高得多,因此功耗很低。
相對於其他邏輯系列,CMOS邏輯電路具有以下優點:
1、允許的電源電壓範圍寬,方便電源電路的設計
2、邏輯擺幅大,使電路抗干擾能力強
4、隔離柵結構使CMOS器件的輸入電阻極大,從而使CMOS期間驅動同類邏輯門的能力比其他系列強得多

發展歷史

早期的CMOS元件和主要的競爭對手BJT相比,很容易受到靜電放電(ElectroStatic Discharge,ESD)的破壞。而新一代的CMOS晶片多半在輸出入接腳(I/O pin)和電源及接地端具備ESD保護電路,以避免內部電路元件的閘極或是元件中的PN接面(PN-Junction)被ESD引起的大量電流燒毀。
CMOS由PMOS管和NMOS管共同構成,它的特點是低功耗。由於CMOS中一對MOS組成的門電路在瞬間要么PMOS導通、要么NMOS導通、要么都截止,比線性的三極體(BJT)效率要高得多,因此功耗很低,因此,計算機里一個紐扣電池就可以給它長時間地提供電力。

優點

相對於其他邏輯系列,CMOS邏輯電路具有以下優點:
⒈ 允許的電源電壓範圍寬,方便電源電路的設計
⒉ 邏輯擺幅大,使電路抗干擾能力強
⒋ 隔離柵結構使CMOS期間的輸入電阻極大,從而使CMOS期間驅動同類邏輯門的能力比其他系列強得多
CMOS發展比TTL晚,但是以其較高的優越性在很多場合逐漸取代了TTL。
以下比較兩者性能,大家就知道其原因了。
⒈ CMOS是場效應管構成,TTL為雙極電晶體構成
⒉ CMOS的邏輯電平範圍比較大(5~15V),TTL只能在5V下工作
⒊ CMOS的高低電平之間相差比較大、抗干擾性強,TTL則相差小,抗干擾能力差
⒋ CMOS功耗很小,TTL功耗較大(1~5mA/門)
⒌ CMOS的工作頻率較TTL略低,但是高速CMOS速度與TTL差不多相當。

詳細信息

1,TTL電平:
輸出高電平>2.4V,輸出低電平<0.4V。在室溫下,一般輸出高電平是3.5V,輸出低電平是0.2V。最小輸入高電平和低電平:輸入高電平>=2.0V,輸入低電平<=0.8V,噪聲容限是0.4V。
2,CMOS電平:
1邏輯電平電壓接近於電源電壓,0邏輯電平接近於0V。而且具有很寬的噪聲容限。
3,電平轉換電路:
因為TTL和CMOS的高低電平的值不一樣(ttl5v<==>cmos 3.3v),所以互相連線時需要電平的轉換:就是用兩個電阻對電平分壓,沒有什麼高深的東西。
4,驅動門電路
OC門,即集電極開路門電路,OD門,即漏極開路門電路,必須外接上拉電阻和電源才能將開關電平作為高低電平用。否則它一般只作為開關大電壓和大電流負載,所以又叫做驅動門電路。
5,TTL和CMOS電路比較:
1)TTL電路是電流控制器件,而CMOS電路是電壓控制器件。
2)TTL電路的速度快,傳輸延遲時間短(5-10ns),但是功耗大。
CMOS電路的速度慢,傳輸延遲時間長(25-50ns),但功耗低。
CMOS電路本身的功耗與輸入信號的脈衝頻率有關,頻率越高,晶片集越熱,這是正常現象。
3)CMOS電路的鎖定效應(擎柱效應):
CMOS電路由於輸入太大的電流,內部的電流急劇增大,除非切斷電源,電流一直在增大。這種效應就是鎖定效應。當產生鎖定效應時,CMOS的內部電流能達到40mA以上,很容易燒毀晶片。
防禦措施:
1)在輸入端和輸出端加鉗位電路,使輸入和輸出不超過規定電壓。
2)晶片的電源輸入端加去耦電路,防止VDD端出現瞬間的高壓。
3)在VDD和外電源之間加限流電阻,即使有大的電流也不讓它進去。
4)當系統由幾個電源分別供電時,開關要按下列順序:開啟時,先開啟CMOS電路得電源,再開啟輸入信號和負載的電源;關閉時,先關閉輸入信號和負載的電源,再關閉CMOS電路的電源。
6,CMOS電路的使用注意事項
1)CMOS電路時電壓控制器件,它的輸入總抗很大,對干擾信號的捕捉能力很強。所以,不用的管腳不要懸空,要接上拉電阻或者下拉電阻,給它一個恆定的電平。
2)輸入端接低內阻的信號源時,要在輸入端和信號源之間要串聯限流電阻,使輸入的
電流限制在1mA之內。
3)當接長信號傳輸線時,在CMOS電路端接匹配電阻。
4)當輸入端接大電容時,應該在輸入端和電容間接保護電阻。電阻值為R=V0/1mA.V0是外界電容上的電壓。
5)CMOS的輸入電流超過1mA,就有可能燒壞CMOS。
7,TTL門電路中輸入端負載特性(輸入端帶電阻特殊情況的處理):
1)懸空時相當於輸入端接高電平。因為這時可以看作是輸入端接一個無窮大的電阻。
2)在門電路輸入端串聯2.5K電阻後再輸入低電平,輸入端出呈現的是高電平而不是低電平。因為由TTL門電路的輸入端負載特性可知(以74系列TTL反相器的典型電路為例),只有在輸入端接的串聯電阻小於910歐時,它輸入來的低電平信號才能被門電路識別出來,串聯電阻高於2.5K的話輸入端就一直呈現高電平。這個一定要注意。CMOS門電路就不用考慮這些了。
8,TTL和CMOS電路的輸出處理
TTL電路有集電極開路OC門,MOS管也有和集電極對應的漏極開路的OD門,它的輸出就叫做開漏輸出。OC門在截止時有漏電流輸出,那就是漏電流,為什麼有漏電流呢?那是因為當三極體截止的時候,它的基極電流約等於0,但是並不是真正的為0,經過三極體的集電極的電流也就不是真正的0,而是約0。而這個就是漏電流。開漏輸出:OC門的輸出就是開漏輸出;OD門的輸出也是開漏輸出。它可以吸收很大的電流,但是不能向外輸出的電流。所以,為了能輸入和輸出電流,它使用的時候要跟電源和上拉電阻一齊用。OD門一般作為輸出緩衝/驅動器、電平轉換器以及滿足吸收大負載電流的需要。
9,什麼叫做圖騰柱,它與開漏電路有什麼區別?
TTL積體電路中,輸出有接上拉三極體的輸出叫做圖騰柱輸出,沒有的叫做OC門。因為TTL就是一個三級管,圖騰柱也就是兩個三級管推挽相連。所以推挽就是圖騰。一般圖騰式輸出,高電平400UA,低電平8MA.

製造過程

⒈p肼CMOS工藝
p肼CMOS工藝採用輕摻雜的N型襯底製備PMOS器件。為了做出N型器件,必須先在N型襯底上做出P肼,在p肼內製造NMOS器件。
典型的P肼矽柵CMOS工藝從襯底清洗到中間測試,總共50多道工序,需要5次離子注入,連同刻鈍化視窗,共10次光刻。下面結合主要工藝流程來介紹P肼矽柵CMOS積體電路中元件的形成過程。
⑴光1——光刻肼區,刻出肼區注入孔。
⑵肼區注入及推進,形成肼區。
⑶去除SiO2,長薄氧,長Si3N4
⑷光2——反刻有源區(光刻場區),反刻出P管、N管的源、漏和柵區。
⑸光3——光刻N管場區,刻去N管區上的膠,露出N管場區注入孔。N管場區注入,以提高場開啟,減 少閂鎖效應及改善肼的接觸。
⑹長場氧化層,出去Si3N4,再飄去薄的SiO2,然後長柵氧化層。
⑺光4——光刻P管區。p管區注入,調節PMOS管的開啟電壓,然後長多晶矽。
⑻光5——反刻多晶矽,形成多晶矽柵及多晶矽電阻。
⑼光6——光刻P+區,刻去P管及其他P+區上的膠。P+區注入,形成PMOS管的源、漏區及P+保護環。
⑽光7——光刻N+區,刻去N+區上的膠。N+區注入,形成NMOS管的源、漏區及N+保護環。
⑾長PSG
⑿光8——光刻引線孔。可在生長磷矽玻璃後先開一次孔,然後再磷矽玻璃回流及結注入推進後再開第二次孔。
⒀光9——反刻鋁引線。
⒁ 光10——光刻壓焊塊。

歷史

早期分離式CMOS邏輯元件只有“4000系列”一種(RCA 'COS/MOS'製程),到了後來的“7400系列”時,很多邏輯晶片已經可以利用CMOS、NMOS,甚至是BiCMOS(雙載流子互補式金氧半)製程實現。
早期的CMOS元件和主要的競爭對手BJT相比,很容易受到靜電放電(ElectroStatic Discharge, ESD)的破壞。而新一代的CMOS晶片多半在輸出入接腳(I/O pin)和電源及接地端具備ESD保護電路,以避免內部電路元件的柵極或是元件中的PN結(PN-Junction)被ESD引起的大量電流燒毀。不過大多數晶片製造商仍然會特別警告使用者儘量使用防靜電的措施來避免超過ESD保護電路能處理的能量破壞半導體元件,例如安裝記憶體模組到個人電腦上時,通常會建議使用者配戴防靜電手環之類的設備。
此外,早期的CMOS邏輯元件(如4000系列)的操作範圍可由3伏特至18伏特的直流電壓,所以CMOS元件的柵極使用鋁做為材料。而多年來大多數使用CMOS製造的邏輯晶片也多半在TTL標準規格的5伏特底下操作,直到1990年後,有越來越多低功耗的需求與信號規格出現,取代了雖然有著較簡單的信號接口、但是功耗與速度跟不上時代需求的TTL。此外,隨著MOSFET元件的尺寸越做越小,柵極氧化層的厚度越來越薄,所能承受的柵極電壓也越來越低,有些最新的CMOS製程甚至已經出現低於1伏特的操作電壓。這些改變不但讓CMOS晶片更進一步降低功率消耗,也讓元件的性能越來越好。
近代的CMOS柵極多半使用多晶矽製作。和金屬柵極比起來,多晶矽的優點在於對溫度的忍受範圍較大,使得製造過程中,離子布值(ion implantation)後的退火(anneal)製程能更加成功。此外,更可以讓在定義柵極區域時使用自我校準(self-align)的方式,這能讓柵極的面積縮小,進一步降低雜散電容(stray capacitance)。2004年後,又有一些新的研究開始使用金屬柵極,不過大部分的製程還是以多晶矽柵極為主。關於柵極結構的改良,還有很多研究集中在使用不同的柵極氧化層材料來取代二氧化矽,例如使用高介電係數介電材料(high-K dielectric),目的在於降低柵極漏電流(leakage current)。

其他縮寫

媒體最佳化研究

(Cross Media OptimizationStudy)
美國IAB 互動廣告署 (Internet Advertising Bureau) 於2003年起聯合知名品牌廣告主、媒體、媒介代理等參與方,共同推動 XMOS 跨媒體最佳化研究(Cross Media Optimization Study),吸引多芬、麥當勞、福特、ING等眾多品牌參與,以及Google,Yahoo,AOL、MSN、cnet等媒體。
IAB 在英國、歐洲、澳大利亞等網際網路廣告較為成熟的國家同步推進,對於提高廣告投放ROI形成了非常有效的指導和幫助。
調研公司 Dynamic Logic等也在美國市場推動跨媒體研究,包含電視、網際網路、平媒、戶外等媒介評估 ,幫助廣告主最佳化媒介、行銷方法。

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