CMOS简介及应用

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1、CMOS集成电路CMOS同时可指互补式金氧半元件及制程。在同样的功能需求下。[1]自1958年美国德克萨斯仪器公司（TI）发明集成电路（IC）后，随着硅平面技术的发展，二十世纪六十年代先后发明了双极型和MOS型两种重要的集成电路，它标志着由电子管和晶体管制造电子整机的时代发生了量和质的飞跃。MOS是：金属-氧化物-半导体（Metal-Oxide-Semiconductor）结构的晶体管简称MOS晶体管，有P型MOS管和N型MOS管之分。由MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路，而由PMOS管和NMOS管共同构成的互补型M

2、OS集成电路即为CMOS-IC（ComplementaryMOSIntegratedCircuit）。数字集成电路按导电类型可分为双极型集成电路（主要为TTL）和单极型集成电路（CMOS、NMOS、PMOS等）。CMOS电路的单门静态功耗在毫微瓦（nw）数量级。电路原理CMOS，全称ComplementaryMetalOxideSemiconductor，即互补金属氧化物半导体，是一种大规模应用于集成电路芯片制造的原料。采用CMOS技术可以将成对的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）集成在一块硅片上。该技术通常用于

3、生产RAM和交换应用系统，在计算机领域里通常指保存计算机基本启动信息（如日期、时间、启动设置等）的ROM芯片。CMOS由PMOS管和NMOS管共同构成，它的特点是低功耗。由于CMOS中一对MOS组成的门电路在瞬间要么PMOS导通、要么NMOS导通、要么都截至，比线性的三极管（BJT）效率要高得多，因此功耗很低。相对于其他逻辑系列，CMOS逻辑电路具有以下优点：1、允许的电源电压范围宽，方便电源电路的设计2、逻辑摆幅大，使电路抗干扰能力强3、静态功耗低4、隔离栅结构使CMOS器件的输入电阻极大，从而使CMOS期间驱动同类逻辑

4、门的能力比其他系列强得多发展历史早期的CMOS元件和主要的竞争对手BJT相比，很容易受到静电放电（ElectroStaticDischarge,ESD）的破坏。而新一代的CMOS芯片多半在输出入接脚（I/Opin）和电源及接地端具备ESD保护电路，以避免内部电路元件的闸极或是元件中的PN接面（PN-Junction）被ESD引起的大量电流烧毁。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。多数厂家将CMOS设置程序做到了BIOS芯片中，在开机时通过按下某个特定键就可进入CMOS设置程序而非

5、常方便地对系统进行设置，因此这种CMOS设置又通常被叫做BIOS设置。CMOS由PMOS管和NMOS管共同构成，它的特点是低功耗。由于CMOS中一对MOS组成的门电路在瞬间要么PMOS导通、要么NMOS导通、要么都截止，比线性的三极管(BJT）效率要高得多，因此功耗很低，因此，计算机里一个纽扣电池就可以给它长时间地提供电力。优点相对于其他逻辑系列，CMOS逻辑电路具有以下优点：⒈允许的电源电压范围宽，方便电源电路的设计⒉逻辑摆幅大，使电路抗干扰能力强⒊静态功耗低⒋隔离栅结构使CMOS期间的输入电阻极大，从而使CMOS期间驱

6、动同类逻辑门的能力比其他系列强得多CMOS发展比TTL晚，但是以其较高的优越性在很多场合逐渐取代了。TTL以下比较两者性能，大家就知道其原因了。⒈CMOS是场效应管构成，TTL为双极晶体管构成⒉CMOS的逻辑电平范围比较大（5～15V），TTL只能在5V下工作⒊CMOS的高低电平之间相差比较大、抗干扰性强，TTL则相差小，抗干扰能力差⒋CMOS功耗很小，TTL功耗较大（1～5mA/门）⒌CMOS的工作频率较TTL略低，但是高速CMOS速度与TTL差不多相当。详细信息1,TTL电平：输出高电平>2.4V，输出低电平<0.4V

7、。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是0.4V。2，CMOS电平：1逻辑电平电压接近于电源电压，0逻辑电平接近于0V。而且具有很宽的噪声容限。3，电平转换电路：因为TTL和CMOS的高低电平的值不一样（ttl5v<==>cmos3.3v），所以互相连接时需要电平的转换：就是用两个电阻对电平分压，没有什么高深的东西。4，驱动门电路OC门，即集电极开路门电路，OD门，即漏极开路门电路，必须外接上拉电阻和电源才能将开关电平作为

8、高低电平用。否则它一般只作为开关大电压和大电流负载，所以又叫做驱动门电路。5，TTL和CMOS电路比较：1）TTL电路是电流控制器件，而CMOS电路是电压控制器件。2）TTL电路的速度快，传输延迟时间短（5-10ns），但是功耗大。CMOS电路的速度慢，传输延迟时间长（25-50ns），但功耗低。CMO