CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor),互补式金属-氧化层-半导体,简称互补式金氧。是一种集成电路制程,可在硅晶圆上制作出PMOS(P-channel MOSFET)和NMOS(N-channel MOSFET)元件,由于PMOS与NMOS在特性上为互补性,因此称为CMOS。此制程可用来制作微处理器(microprocessor),微控制器(microcontroller),静态随机存取内存(SRAM)与其他数位逻辑电路。
CMOS具有只有在晶体管需要切换启闭时才需耗能的优点,因此非常省电且发热少。早期的只读内存(ROM)主要就是以这种电路制作,由于当时电脑系统的BIOS程序和参数信息都保存在ROM中,以致在很多情况下当人们提到“CMOS”时,实际上指的是电脑的BIOS单元,而“设置CMOS”就是意指在设置BIOS。
CMOS RAM本身只是一块存储器,只有数据保存功能,而对CMOS中各项参数的设定要通过上面谈到的设置程序完成的。早期的CMOS设置程序驻留在软盘上的(如IBM的PC/AT机型),使用很不方便。现在CMOS设置程序固化在BIOS芯片中,在开机时通过特定的按键就可进入CMOS设置程序方便地对系统进行设置。
现在的CMOS RAM一般都有128字节及至256字节的容量。为保持兼容性,各BIOS厂商都将自己的BIOS中关于CMOS RAM的前64字节内容的设置统一与MC146818A的CMOS RAM格式一致,而在扩展出来的部分加入自己的特殊设置,所以不同厂家的BIOS芯片一般不能互换,即使是能互换的,互换后也要对CMOS信息重新设置以确保系统正常运行。
CMOS集成电路的性能特点
微功耗—CMOS电路的单门静态功耗在毫微瓦(nw)数量级。
高噪声容限—CMOS电路的噪声容限一般在40%电源电压以上。
宽工作电压范围—CMOS电路的电源电压一般为1.5~18伏。
高逻辑摆幅—CMOS电路输出高、低电平的幅度达到全电为VDD,逻辑“0”为VSS。
高输入阻抗--CMOS电路的输入阻抗大于108Ω,一般可达1010Ω。
高扇出能力--CMOS电路的扇出能力大于50。
低输入电容--CMOS电路的输入电容一般不大于5PF。
宽工作温度范围—陶瓷封装的CMOS电路工作温度范围为
- 55 0C ~ 125 0C;塑封的CMOS电路为 – 40 0C ~ 85 0C。
为什么CMOS电路的直流功耗几近于零?
JEDEC最低工业标准
JEDEC最低标准是电子工业协会(EIA)联合电子器件工程委员会(JEDEC)主持下制定的CMOS集成电路的最大额定范围和静态参数的最低工业标准。下表即为JED
