CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) для проектировщиков компьютерных микросхем аббревиатура вполне понятная и говорит о многом. В этой статье мы подробнее остановимся на определении, что такое CMOS, выясним, как и где применяется, поговорим об особенностях.
Что это CMOS
CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) — это специальная полупроводниковая технология, требующая очень малой мощности. Термин также обозначает память с батарейным питанием, которая сохраняет важные данные, даже когда компьютер выключен.
В переводе с английского: Complementary Metal-Oxide Semiconductor — комплементарная структура металл-оксид-полупроводник.
Используется для хранения информации о конфигурации компьютера, как тип установленных жёстких дисков и объём оперативной памяти. Благодаря CMOS, BIOS компьютера может прочитать данные и загрузить ПК. Есть у CMOS ещё одна важная функция – подсчёт дней, часов, минут и секунд (усреднённое реальное время).
Среди узконаправленных специалистов полупроводниковая технология очень популярна, так как применяется при изготовлении схем (в основном интегральных). В основе полупроводника оксид металла, и технология широко распространена в смартфонах, микропроцессорах, датчиках изображений, памяти для стационарных компьютеров и т. д.
У CMOS масса преимуществ, но есть и недостатки, на которых остановимся чуть позже. CMOS часто определяют, как термин, описывающий небольшой объём памяти на материнской плате компьютера. В этом месте хранится BIOS, точнее, настройки (дата, время, и характеристики оборудования).
Комплементарный оксидно-металлический полупроводник служит приблизительно десять лет (пока работает материнская плата), срок службы зависит и от методов эксплуатации, окружающей среды и места расположения.
Принципы работы CMOS
Транзисторы двух типов осуществляют логические функции, одинаковый сигнал включает первый транзистор и выключает второй. Таким образом, следуя простой схеме «включить — выключить», можно обходиться без резистора и при этом выполнять логические задачи.
Схема работы CMOS отличается от NMOS [N-type Metal-Oxide-Semiconductor] уровнем напряжения, типами резисторов и транзисторов. Технология может гарантировать большую скорость, работать в большом диапазоне напряжений (если, конечно, напряжение источника зафиксировано), имеет серьёзный уровень запаса по шуму, практически не рассеивает/не теряет мощность.
Работает CMOS от специальной батареи, которая по размеру не больше монеты. Обеспечивает постоянное питание микросхемы.
Как понять, что батарея неисправна или приходит постепенно в негодность? Элементарно, по крайней мере, если речь идёт о компьютерах. Если батарея CMOS вышла из строя, компьютер неправильно показывает дату/время.
Ещё признаки выхода из строя батареи CMOS:
- Потеря настроек
- Исчезновение драйверов
- Сбои подключения к интернету
- Компьютер загружается с задержкой
- Сбои в звуковом сопровождении загрузки ОС
В случае проблем с CMOS, батарейку легко можно заменить на новую – продаются отдельно, там же, где любые другие запчасти для компьютеров.
В обычных компьютерах, чаще всего, на материнской плате предусмотрено место для батареи CMOS. А в ноутбуках или планшетах его может и не быть, поэтому батарея устанавливается рядом с материнской платой, в отдельный отсек, и соединяется проводами.
Кстати, в ноутбуках предпочтительнее используются именно CMOS-чипы, так как они менее энергозатратны, несмотря на использование микросхем с разной полярностью, ведь схемы питаются не одновременно.
Что такое датчик изображения CMOS
Датчик изображения на основе комплементарного металлооксидного полупроводника (CMOS) — это тип технологии датчика изображения в некоторых цифровых камерах. Он состоит из интегральной схемы, которая записывает изображение.
Вы можете думать о датчике изображения CMOS как о плёнке в старой камере.
Датчик CMOS состоит из миллионов пиксельных сенсоров, каждый из которых включает в себя фотодетектор. Когда свет попадает в камеру через объектив, он попадает на датчик изображения, что заставляет каждый фотодетектор накапливать электрический заряд в зависимости от количества, падающего на него света.
Затем цифровая камера преобразует заряд в цифровое показание, которое определяет силу света, измеренного на каждом фотодетекторе, а также цвет. Программное обеспечение, используемое для отображения картинки, преобразует эти показания в отдельные пиксели, из которых и состоит фотография при совместном отображении.
Характеристики технологии
Наиболее существенной характеристикой CMOS выступает экономичное потребление энергии. Также стоит отметить высокую устойчивость к помехам.
Если сравнивать CMOS с другими видами логических микросхем, то можно сказать, что транзисторы не производят/не выделяют тепло, а, к примеру, NMOS или TTL используют ток постоянно, даже при отсутствии непрерывной работы. Учитывая эти особенности, CMOS как технология, стала наиболее востребованной.
Сравнение CMOS и BIOS
Уточним, что BIOS и CMOS вовсе не одно и то же. Это не определения, которые заменяют друг друга. Да, они работают вместе, в связке, но являются разными технологиями компьютерных систем.
BIOS, как и CMOS, это чип на плате, но его работа заключается в установлении связи между аппаратными компонентами (звуковая карта, жёсткий диск, видеокарта) и процессором. При запуске компьютера BIOS проводит тесты, проверяя компоненты, за которые отвечает и в итоге позволяет запуск операционной системы.
Самым первым и простым решением в случае поломки CMOS – сбросить настройки BIOS. Сбросить память CMOS, сбросив настройки BIOS по умолчанию, действительно, часто помогает устранить множество проблем.
Преимущества
Основными аспектами, за которые стоит похвалить CMOS, является низкий уровень шума, а также меньшее энергопотребление.
Это связано с отсутствием прямой линии питания и временем «отказа» в зависимости от условий ввода, благодаря типу схемы передача цифрового сигнала проста и не требует больших энергозатрат.
TTL в отличие от CMOS представляет собой цифровую логическую схему, в которой биполярные транзисторы работают на импульсах постоянного тока. Несколько транзисторных логических элементов обычно состоят из одной IC.
Основным преимуществом технологии CMOS по сравнению с NMOS и BIPOLAR является гораздо меньшая потеря мощности. В отличие от упомянутых схем, комплементарная схема MOS почти не рассеивает статическую энергию. Рассеивается лишь в том случае, если цепь действительно переключается. Это позволяет интегрировать больше вентилей, чем в NMOS, что приводит к значительному повышению производительности.
Недостатки
Несмотря на множество преимуществ, есть у систем на основе CMOS и недостатки.
Основные минусы CMOS:
- Плотность упаковки CMOS значительно меньше, чем у NMOS.
- Стоимость, затраты увеличиваются по мере увеличения количества шагов обработки.
- CMOS использует два транзистора вместо одного, и занимает больше места на чипе, чем NMOS. Но эти проблемы невелики из-за прогресса в технологии и предполагаемых перспективах.
- Микросхемы должны быть защищены от статических зарядов путём замыкания выводов, в противном случае они повредят чип. Эта проблема может быть решена путём включения защитных цепей.
Таким образом, CMOS-транзистор очень известен, потому что эффективно использует энергию и не используют электропитание всякий раз, когда меняют одно состояние на другое. Кроме того, комплементарные полупроводники работают вместе, чтобы создать систему с низким энергопотреблением, которая выделяет меньше тепла.
По этой причине транзисторы CMOS заменили другие, более ранние конструкции, как CCD, в датчиках камер и используются в большинстве современных процессоров. А память CMOS в компьютере представляет собой энергонезависимую оперативную память, в которой хранятся настройки BIOS и информация о времени и дате.
Зачем нужна батарейка на материнской плате – видео
Мы не претендуем на истину! Высказанное в обзорах, статьях и рейтингах мнение автора, является сугубо его личным, основанным на опыте, практике или других факторах. Оно может не совпадать с вашим, но это не значит, что неверно или не имеет права существовать. Все материалы, ссылки или контент сайта tehnobzor.ru носит сугубо познавательный (информационный) характер и не является рекламой, даже если содержит рекомендации автора
