Кмоп микросхемы: КМОП микросхемы серий 4000,4500 / К561/КР1561 — Микросхемы — СПРАВОЧНИК — Библиотека

Бирюков С.А. Применение цифровых микросхем серий ТТЛ и КМОП

Бирюков С.А. Применение цифровых микросхем серий ТТЛ и КМОП

Предисловие

Широкое внедрение цифровой техники в радиолюбительское творчество связано с появлением интегральных микросхем. Цифровые устройства, собранные на дискретных транзисторах и диодах, имели значительные габариты и массу, иенадежно работали из-за большого количества элементов и особенно паяных соединений. Интегральные микросхемы, содержащие в своем составе десятки, сотни, тысячи, а в последнее время многие десятки и сотни тысяч и даже миллионы компонентов, позволили по-новому подойти к проектированию и изготовлению цифровых устройств. Надежность отдельной микросхемы мало зависит от количества элементов и близка к надежности одиночного транзистора, а потребляемая мощность в пересчете на отдельный компонент резко уменьшается по мере повышения степени интеграции.

В результате на интегральных микросхемах стало возможным собирать сложнейшие устройства, изготовить которые в радиолюбительских условиях без применения микросхем было бы совершенно невозможно.

Книга написана на ос,ювании большого опыта автора по изучению и применению микросхем серий ТТЛ ТТЛ К155, К555, КР1533, КР531 и КМОП К176, К561, КР1554, КР1561, 564 и содержит материал, частично нашедший отражение в его статьях, опубликованных в журнале «Радио» в 1982-1998 гг., и книгах автора. В настоящем издании описаны общие принципы функционирования комбинационных, последовательностных микросхем, ждущих мультивибраторов и генераторов, приведены схемы соединения микросхем для увеличения разрядности, фрагменты принципиальных схем цифровых устройств с применением различных описываемых микросхем, приведены описания формирователей и генераторов импульсов, квазисснсорных переключателей.

Автор надеется, что данная книга поможет многим радиолюбителям и радиоспециалистам творчески подойти к самостоятельной разработке и изготовлению многих полезных цифровых устройств.


Разработка и производство троичных микросхем на обычном техпроцессе CMOS / Хабр

Многие утверждали, что строят троичный компьютер из дискретных компонентов, однако некоторые разрабатывают и заказывают троичные микросхемы уже прямо сейчас 🙂

Свою первую троичную микросхему (один и тот же кристалл был упакован в 3 разных размера — DIP40, DIP28 и SOIC16) я разработал и заказал в 2015 году. На сегодняшний день это был мой первый и последний опыт подобного рода, однако есть желание и силы попробовать ещё раз — с учётом накопленного опыта и с прицелом на реальную полезность как например троичная программируемая логика и/или троичный микроконтроллер — что-то, что сразу же можно было бы использовать.

А теперь о том как собственно я это сделал и что из этого получилось. Моя троичная эпопея началась в конце 2004 года, когда на моём форуме любителей ретрокомпьютеров и самодельной электроники nedoPC начались обсуждения уравновешенной троичной системы счисления и возможности постройки новых компьютеров на её основе. Тогда форумчане стали искать материалы на данную тему в сети и многие к своему удивлению узнали, что троичные компьютеры разрабатывались уже очень давно и даже выпускались серийно — в частности троичная ЭВМ «Сетунь», выпускавшаяся с 1959 года, была спроектирована Брусенцовым Николаем Петровичем и группой единомышленников в вычислительном центре МГУ и была достаточно широко распространена по стране.

Важно понимать, что под троичной системой счисления мы в первую очередь подразумеваем «уравновешенную» троичность (balanced ternary), где используются три состояния -1,0,+1 (а вовсе не 0,1,2 как многие могли бы подумать). И вот мы на форуме начали пробовать разнообразные варианты построения троичных элементов из доступных компонентов — мы попробовали компараторы (с диодами):

биполярные транзисторы (со стабилитронами):

оптопары (с транзисторами):

и наконец аналоговые ключи:

по пути у меня получались некоторые гибриды — например компараторы, диоды и КМОП-ключи:

или биполярные транзисторы, оптопары и КМОП-ключи:

( и в 2011 году я даже выкладывал видео работы полного троичного сумматора, построенного на таких гибридах 🙂

Но по простоте (2 микросхемы, 4 конденсатора, гребёнка контактов) и скорости работы (до 2.5 МГц) схема на DG403 превзошла все другие варианты — в ноябре 2010 года я создал TRIMUX — сдвоенный троичный селектор (мультиплексор/демультиплексор):

Впоследствии haqreu сделал свою версию этой платки на компонентах поверхностного монтажа и начал строить на них троичный компьютер TRIADOR (архитектура которого также родилась в обсуждениях на форуме nedoPC) — подробнее см. тут.

Так вот — к 2015 году у меня сложилось устойчивая убеждённость, что основой троичной схемотехники должен стать троичный селектор, на котором можно построить ВСЁ. Но чтобы получить что-то более менее полезное нужны сотни троичных селекторов. Паять сотни тримуксов не хотелось, а хотелось сделать собственную троичную микросхему — но как? FPGA не метод — там внутри всё двоичное (представлять троичный сигнал парой двоичных скучно и неинтресно). Если делать реальную микросхему, то из доступного есть только обычный техпроцесс CMOS на котором в последние несколько десятилетий делается практически всё (меняются лишь размеры транзисторов — они становятся всё меньше и меньше):

Покупать коммерческий продукт разработки микросхем было нереально (очень дорого), поэтому я нашёл пакет с открытыми исходными кодами Magic VLSI (есть сборки для Linux и Windows), к которому существуют файлы правил например по техпроцессу CMOS 0.5um, на котором в то время принимала заказы американская фирма MOSIS, работающая на базе Университета Южной Калифорнии, и я сориентировался на них, создав официальный бизнес в США т.к. MOSIS с частными лицами не работает (на самом деле я пробовал ещё выйти на одну европейскую фирму, которая также собирает разные дизайны на одну кремниевую пластинку, но они в конце-концов отказались со мной работать).

Для экспериментов я для начала взял бесплатный симулятор LTspiceIV (это Windows программа, которая замечательно работает в Linux из-под Wine). И начал строить там обычные (двоичные) CMOS схемы и проверять их на SPICE-моделях реальных PMOS и NMOS транзисторов (такие модели гуляют по интернету и часто могут быть найдены в онлайн-методичках по VLSI курсам американских университетов):

Я обратил внимание, что в зависимости от того как подключаются входы логического вентиля, порог его срабатывания сдвигается:

Получается, что если взять 3-входовые NAND блоки (у которых порог срабатывания мог сдвигаться вправо) и 3-входовые NOR блоки (у которых порог срабатывания мог сдвигаться влево) и определённым образом подключить их входы к земле либо питанию, можно получить пороги срабатывания разнесённые так, чтобы детектировать промежуточное напряжение на входе — далее получив обычный логический сигнал мы можем подать его (и его инверсию) на CMOS-ключ, способный включать или выключать идущий через него аналоговый сигнал (причём этот ключ работает в обе стороны):

В итоге у меня получилась вот такая схема, имеющая несколько порогов срабатывания:

Данная схема имеет вход управления S, который будучи подключенным к земле, промежуточному напряжению или питанию подключает общий сигнал C к контактам N (negative), O (intermediate) или P (positive) соответственно — в данном случае мы как бы сигнальным нулём считаем промежуточное напряжение, соответственно земля микросхемы это -2.5В, а питание это +2.5В. По ходу рабочей области есть 2 дырки, делающие невозможным случайное КЗ если соседние ключи вдруг одновременно включаться на границе срабатывания активных зон (ведь входы троичного селектора могут быть подключены к земле либо непосредственно к питанию) т.к. эти границы разведены «дырками»:

Воспользовавшись замечательными видео обучалками Magic (тут и тут) я приступил к рисованию транзисторов — чтобы порог срабатывания был ровно посередине размер верхнего транзистора (PMOS) должен быть примерно в 2 раза больше нижнего транзистора (NMOS):

Magic позволяет сохранять нарисованное в библиотеку и затем разрешает создавать из сохранённых библиотечных компонентов более сложные схемы, соединяя блоки слоями металлизации (которых в этом техпроцессе было 3):

Правила техпроцесса позволяют вытаскивать SPICE-модель всей схемы целиком и далее эту модель можно симулировать в ngspice (SPICE симулятор с открытыми исходными кодами, присутствующий например среди стандартных пакетов Debian Linux).

В процессе работы над своей библиотекой мне удалось найти заинтересованную группу людей, состоящую из граждан разных государств, которая согласилась оплатить половину производства (минимальная партия это 40 кристаллов) в обмен на помощь с некоторыми ternary и quaternary схемами — в результате верхняя половина кристалла была занята некими вещами, о которых я говорить пожалуй не вправе, а нижняя имела в себе модуль для выборочного тестирования 16 базовых схем (слева) и собственно троичный селектор (справа):

Всего в этом дизайне было порядка 1500 транзисторов, расположенных на кристалле 2.2×2.2мм с 40 контактными площадками (по 10 на каждой из сторон) размером 100х100um, и все транзисторы, площадки и сигналы были нарисованы вручную мною с нуля и я, конечно же, не упустил возможности написать свой псевдоним на кристалле под тем самым троичным селектором с указанием года 🙂

Ведь всегда приятно увидеть собственное имя под «мелкоскопом», представив себя эдаким Левшой, подковавшем блоху 😉

Сдав дизайн в производство в июне 2015, я получил готовые кремниевые кристаллы и 8 упакованных в DIP40 микросхем только в октябре:

Убедившись, что в целом, микросхема работает, я доупаковал оставшиеся кремниевые кристаллы (послав их обратно) в корпуса DIP28 (чтобы отдать ребятам их часть) и SOIC16 где наружу торчат только сигналы троичного селектора (это стоило ещё несколько тыщ):

Для детального тестирования я заказал платку для этих соиков, припаяв туда одну из микросхем:

и снял осциллограммы цифровым осциллографом-приставкой к компьютеру — селектор подключенный в режиме троичного буфера:

и в режиме троичного инвертора:

Тут питание было -5В…+5В (чуть больше обычного напряжения 5В между землёй и питанием, рекомендованных для CMOS 0.5um) и видно, что пороги слега съехали, но в целом среднее напряжение вполне себе определяется. Единственная проблема с этими микросхемами — они работают только на частотах до 10 кГц 🙁

Моё предположение по поводу плохих динамических характеристик этих микросхем заключается в том, что я пытался самостоятельно выполнить специальное требование производителя — они требовали, чтобы все свободные места на кристалле были заполнены блоками с металлическими слоями, т.к. их отсутствие может повредить при травлении соседним дизайнам, расположенным на той же самой пластине. В результате мне пришлось изобрести свой собственный блок-наполнитель:

который на кристалле заполнял все свободные места:

И похоже я забыл подсоединить его к земле в результате по кристаллу развесились кучи паразитных ёмкостей, съедающих все высокие частоты. В следующий раз я постараюсь этой ошибки избежать, а может вообще возьму коммерческий продукт для работы и воспользуюсь его библиотеками ведь мой селектор может быть составлен из СТАНДАРТНЫХ двоичных компонентов, работая при этом с троичными сигналами. Может быть удастся снова найти заинтересованную группу людей, которая согласилась бы разделить стоимость очередной партии (ведь например одна микросхема из прошлой партии примерно тянет на три сотни баксов по себестоимости). Жду мнений и комментариев от уважаемых хабровчан 🙂

Состав серий КМОП ИС, их функциональные аналоги, и параметры (простая логика)

Параметр E+ Температура окружающей среды
      +25њC  -40-+85њC  -40-+125њC
Входной уровень лог.1, В  2
 4.5
 6
 1.5-1.2-
 3.2-2.4-
 4.2-3.2-
  1.5- -
  3.2- -
  4.2- —
  1.5- -
  3.2- -
  4.2- —
Входной уровень лог.0, В  2
 4.5
 6
 -0.8-0.5
 -2.1-1.4
 -2.8-1.8
  -0.5
  -1.4
  -1.8
  -0.5
  -1.4
  -1.8
Выходной уровень   (I=20мкА)
лог.1, В           (I=4 мА)
для стандарт.вых.  (I=5.2мА)
 2
 4.5
 6
 1.9-2.0-
 4.0-4.3-
 5.5-5.8-
  1.9- -
  3.8- -
  5.3- —
  1.9- -
  3.7- -
  5.2- —
Выходной уровень   (I=20мкА)
лог.1, В           (I=6 мА)
для шинных выход.  (I=7.8мА)
 2
 4.5
 6
 1.9-2.0-
 4.0-4.3-
 5.5-5.8-
  1.9- -
  3.8- -
  5.3- —
  1.9- -
  3.7- -
  5.2- —
Выходной уровень   (I=20мкА)
лог.0, В           (I=4 мА)
для стандарт.вых.  (I=5.2мА)
 2
 4.5
 6
 0.0-0.1-
 0.15-.26-
 0.16-.26-
  0.1- -
 0.33- -
 0.33- —
  0.1- -
  0.4- -
  0.4- —
Выходной уровень   (I=20мкА)
лог.0, В           (I=6 мА)
для шинных выход.  (I=7.8мА)
 2
 4.5
 6
 0.0-0.1-
 0.15-.26-
 0.16-.26-
  0.1- -
 0.33- -
 0.33- —
  0.1- -
  0.4- -
  0.4- —
Задержка распространения 
T(HL),T(LH), нс
для стандартных выходов
 2
 4.5
 6
 -19-75
 — 7-15
 — 6-13
  -95
  -19
  -16
  -110
  -22
  -19
Задержка распространения
T(HL),T(LH), нс
для шинных выходов
 2
 4.5
 6
 -14-60
 — 5-12
 — 4-10
  -75
  -15
  -13
  -90
  -18
  -15

Справочник по микросхемам КМОП серий

ОТ СОСТАВИТЕЛЯ
 

    Этот справочник является дополнением к справочнику по ТТЛ микросхемам и включает в себя КМОП микросхемы совместимые с ТТЛ серий 1564 и 1554.

    Параметры и цоколевки приведены для микросхем фирм Texas Instruments, RCA и могут не совпадать с отечественными аналогами.

    При составлении справочника широко использовались стандартные сокращения и обозначения, распространенные среди западных изготовителей микросхем. Так например, L- означает низкий потенциал (логический нуль при положительной логике), H- высокий потенциал и X- безразлично L или H. Qa=L означает, что соответствующий выход имеет на выходе низкий потенциал.

    Для сокращения объема справочника было использовано два приема.
    1. Параметры простой логики приведены в табличной форме. Это резко сократило объем занимаемого места ей, позволяет легко сопоставлять параметры аналогичных микросхем. Практически вся простая логика различается только логической функцией, цоколевкой и задержкой распространения. Входные и выходные характеристики практически для всех микросхем идентичны. Поэтому они приведены для всех микросхем.

    2. Для сокращения информации в разделе микросхем средней интеграции (СИС), был применен следующий прием- те параметры которые справедливы для большинства СИС (в основном входные и выходные напряжения) приведены в начале раздела и не всегда приводятся в параметрах соответствующей микросхемы.
    Большинство параметров приводятся через одну-две черточки. В первом случае приводятся значения величины минимальное и максимальное. Если присутствуют две черточки, значит приводятся значения минимальное — типовое — максимальное.
    В начале каждого раздела приведена номенклатура микросхем данного раздела, краткая аннотация, список серий в которых она уже присутствует в отечественной литературе, ссылки на цоколевку и страницу с описанием (для СИС). Если здесь присутствует пробел, вопросительный знак или прочерк, это означает что данного параметра нет или он не известен.

    Небольшое примечание. Даже западные производители по мере усовершенствования технологии изготовления микросхем пересматривали их параметры и гарантировали более высокие характеристики. Это же относится и к отечественным производителям. Поэтому в справочнике приведены параметры как для западной микросхемы (преимущественно из старых каталогов), так и для отечественной микросхемы (по возможности самые свежие данные). Вы можете сравнить соответствие и, учитывая разницу, можете пользоваться параметрами западных микросхем.

    Справочник составлен в 1991 году, переведен в HTML в 2000 году.

    Мы надеемся, что Вам понравится наш справочник.

Сравнение основных характеристик ТТЛ и КМОП микросхем

Основной родовой признак ТТЛ — использование биполярных транзисторов, причем структуры только п-р-п. КМОП же, как следует из ее названия, осно­вана на полевых транзисторах с изолированным затвором структуры МОП, причем комплементарных, то есть обоих полярностей — и с w- и с /^-каналом. Схемотехника базовых логических элементов ТТЛ и КМОП приведена на рис. 15.1. На западе их еще называют вентилями — чем можно оправдать та­кое название, мы увидим в конце главы.

Входной многоэмиттерный транзистор ТТЛ мы уже рисовали в главе И — он может иметь сколько угодно (на практике — до восьми) эмиттеров, и эле­мент тогда будет иметь соответствующее число входов. Если любой из эмит­теров транзистора VT1 замкнуть на «землю», то транзистор откроется, а фа-зорасщепляющий транзистор VT2 (с его работой мы знакомы по рис. 6.8) — закроется. Соответственно, выходной транзистор VT3 откроется, а VT4 — закроется, на выходе будет высокий логический уровень, или уровень логи­ческой единицы. Если же все эмиттеры присоединены к высокому потенциа­лу (или просто «висят» в воздухе), то ситуация будет обратная — VT2 откро­ется током через переход база-коллектор VT1 (такое включение транзистора называется «инверсным»), и на выходе установится ноль за счет открытого транзистора VT4. Такой ТТЛ-элемент будет осуществлять функцию «И-НЕ» (логический ноль на выходе только при единицах на всех входах).

ТТЛ

Выходной каскад ТТЛ-элемента представляет собой некое подобие ком­плементарного («пушпульного») каскада класса В, знакомого нам по анало­говым усилителям (см. рис. 8.2). Однако воспроизведение р-п-р-транзисторов оказалось для ТТЛ-технологии слишком сложным, потому такой каскад носит еще название псевдокомплементарного— верхний транзистор VT3 работает в режиме эмиттерного повторителя, а нижний — в схеме с общим эмиттером.

Рис. 15.1. Схемы базовых элементов ТТЛ и КМОП

Кстати, заметим, что из-за недоступности p-w-p-транзисторов воспроизведе­ние схемы «ИЛИ» для ТТЛгтехнологии оказалось крепким орешком, и ее, схемотехника довольно существенно отличается от показанной на рис. 15.1 базовой схемы элемента «И-НЕ».

Заметки на полях

На заре транзисторной техники псевдокомплементарные каскады, подобные выходному каскаду ТТЛ, использовались — о ужас! — для усиления звука. Это построение дало основания для многочисленных попыток приспособить логи­ческие элементы, которые, в сущности, представляют собой усилитель с до­вольно большим (несколько десятков) коэффициентом усиления, для усиле­ния аналоговых сигналов. Излишне говорить, что результаты оказались довольно плачевными, даже с КМОП-элементом, который построен куда более симметрично.

Как видно из схемы, ТТЛ-элемент существенно несимметричен и по входам, и по выходам. По входу напряжение логического нуля должно быть доста­точно близко к «земле», при напряжении на эмиттере около 1,5 В (при стан­дартном для ТТЛ питании 5 В) входной транзистор уже запирается. Причем при подаче нуля нужно обеспечить отвод довольно значительного тока база-эмиттер— около 1,6 мА для стандартного элемента, отчего для элементов ТТЛ всегда оговаривается максимальное количество одновременно подсое­диненных к выходу других таких элементов (стандартно — не более десят­ка). В то же время логическую единицу на входы можно не подавать вовсе. Практически, однако, подавать ее следует — по правилам незадействованные входы ТТЛ должны быть присоединены к питанию через резисторы 1 кОм.

Еще хуже дела обстоят на выходе: напряжение логического нуля обеспечива­ется открытым транзистором и действительно довольно близко к нулю — даже при нагрузке в виде десятка входов других таких же элементов оно не превышает 0,5 В, а в нормах на сигнал ТТЛ оговорена величина не более 0,8 В. А вот напряжение логической единицы довольно далеко отстоит от питания и составляет при питании 5 В в лучшем случае (без нагрузки) от 3,5 до 4 В, практически же в нормах оговаривается величина 2,4 В.

Такое балансирование десятыми вольта (напряжение нуля 0,8 В, напряжение порога переключения от 1,2 до 2 В, напряжение единицы 2,4 В) приводит к тому, что все ТТЛ-микросхемы могут работать в довольно узком диапазоне напряжений питания — практически от 4,5 до 5,5 В, многие даже от 4,75 до 5,25 В, то есть 5 В ±5%. Максимально допустимое напряжение питания со­ставляет для разных ТТЛ-серий от 6 до 7 В, и при его превышении они обыч­но горят ясным пламенем. Низкий и несимметричный относительно питания порог срабатывания элемента приводит и к плохой помехоустойчивости.

Самым крупным (и даже более серьезным, чем остальные) недостатком ТТЛ является высокое потребление — до 2,5 мА на один такой элемент, это без учета вытекающих токов по входу и потребления нагрузки по выходу. Так что приходится только удивляться, почему микросхемы ТТЛ, содержащие много базовых элементов, вроде счетчиков или регистров, не требуют охла­ждающего радиатора. Сочетание низкой помехоустойчивости с высоким по­треблением — смесь довольно гремучая, и при разводке плат с ТТЛ-микросхемами приходится ставить по развязывающему конденсатору на ка­ждый корпус. Все перечисленное в совокупности давно бы заставило отка­заться от технологии ТТЛ вообще, однако у них до некоторого времени было одно неоспоримое преимущество: высокое быстродействие, которое для ба­зового элемента в виде, показанном на рис. 15.1, может достигать десятков мегагерц.

В дальнейшем развитие ТТЛ шло по линии уменьшения потребления и улучшения электрических характеристик, в основном за счет использования т. н. переходов Шоттки, на которых падение напряжения может составлять 0,2—0,3 В вместо обычных 0,6—0,7 В (технология ТТЛШ, обозначается бук­вой S в наименовании серии, отечественный аналог— серии 531 и 530). Ба­зовая технология, которая составляла основу широко распространенной в 1960—70-х годах серии 74 без дополнительных букв в обозначении (анало­ги— знаменитые отечественные серии 155 и 133), сейчас практически не используется. ТТЛ-микросхемы в настоящее время можно выбирать из вари­антов, представленных малопотребляющими сериями типа 74LSxx (серии 555 и 533) или быстродействующими типа 74Fxx (серия 1531). Причем по­требление последних практически равно потреблению старых базовых серий при более высоком (до 125 МГц) быстродействии, а для первых все наобо­рот— быстродействие сохранено на уровне базового, зато потребление пи­тания снижено раза в три-четыре.

КМОП

КМОП-элементы намного ближе к представлению о том, каким должен быть идеальный логический элемент. Для начала, как можно видеть из рис. 15.1, они практически симметричны, как по входу, так и по выходу. Открытый по­левой транзистор на выходе (либо /?-типа для логической единицы, либо «-типа для логического нуля) фактически представляет собой, как мы знаем.

просто сопротивление, которое для обычных КМОП-элементов может со­ставлять от 100 до 300 Ом (под «обычными» или «классическими» КМОП мы подразумеваем здесь серию 4000А или 4000В, см. далее). Для дополнитель­ной симметрии на выходе обычно ставят последовательно два инвертора, по­добных показанному на рис. 15.1 справа (жалко, что ли, транзисторов, если потребление не растет?). Поэтому на выходе не сказывается то, что в нижнем плече для схемы «И-НЕ» стоят два таких транзистора последовательно.

Для схемы «ИЛИ» такие транзисторы будут стоять в верхнем плече — она полностью симметрична схеме «И», что тоже плюс технологии КМОП по сравнению с ТТЛ. Обратите также внимание, что выходной каскад инвертора построен не по схеме «пушпульного» каскада, то есть это не потоковые по­вторители напряжения, а транзисторы в схеме с общим истоком, соединен­ные стоками, что позволяет получить дополнительный коэффициент усиле­ния по напряжению.

На практике особенности построения элемента приводят к тому, что в КМОП-микросхемах:

? на ненагруженном выходе напряжение логической единицы практически равно напряжению питания, а напряжение логического нуля практически равно потенциалу «земли»;

? порог переключения близок к половине напряжения питания;

? входы практически не потребляют тока, так как представляют собой изо­лированные затворы МОП-транзисторов;

? в статическом режиме весь элемент также не потребляет тока от источ­ника питания.

Из последнего положения вытекает, что схема любой степени сложности, построенная с помощью КМОП-элементов, в «застывшем» состоянии и даже при малых рабочих частотах, не превышающих десятка-другого килогерц, практически не потребляет энергии! Отсюда ясно, как стали возможными такие фокусы, как наручные часы, которые способны идти от малюсенькой батарейки годами, или sleep-режим микроконтроллеров, в котором они по­требляют от 1 до 50 мкА на все десятки тысяч составляющих их логических элементов.

Другое следствие вышеперечисленных особенностей — исключительная по­мехоустойчивость, достигающая половины напряжения питания. Но это еще не все преимущества. КМОП-микросхемы «классических» серий могут рабо­тать в диапазоне напряжений питания от 2 до 18 В, а современные быстро­действующие — от 2 до 7 В. Единственное, что при этом происходит— при

снижении питания довольно резко— в разы— падает быстродействие и ухудшаются некоторые другие характеристики.

Кроме того, выходные транзисторы КМОП, как и любые другие полевые транзисторы, при перегрузке (например, в режиме короткого замыкания) ра­ботают как источники тока — при напряжении питания 15 В этот ток соста­вит около 30 мА, при 5 В — около 5 мА. Причем это в принципе может быть долгосрочный режим работы таких элементов, единственное, что при этом надо проверить — не превышается ли значение суммарного допустимого то­ка через вывод питания, которое обычно составляет около 50 мА. То есть, возможно, придется ограничить число выходов, одновременно подключен­ных к низкоомной нагрузке. Естественно, о логических уровнях в таком ре­жиме уже речи не идет, только о втекающем или вытекающем токе.

И тут мы подходим к основному недостатку «классической» КМОП-технологии — низкому в сравнении ТТЛ быстродействию. Это обусловлено тем, что изолированный затвор МОП-транзистора представляет собой кон­денсатор довольно большой емкости— в базовом элементе до 10—15 пФ. В совокупности с выходным резистивным сопротивлением предыдущей схе­мы такой конденсатор образует фильтр низких частот. Обычно рассматрива­ют не просто частотные свойства, а время задержки распространения сигнала на один логический элемент. Задержка возникает из-за того, что фронт сиг­нала не строго вертикальный, а наклонный, и напряжение на выходе еще только начнет нарастать (или снижаться), когда напряжение на входе достиг­нет уже значительной величины (в идеале— половины напряжения пита­ния). Время задержки могло достигать у ранних серий КМОП величины 200—250 НС (сравните — у базовой серии ТТЛ всего 7,5 не). На практике при напряжении питания 5 В максимальная рабочая частота «классического» КМОП не превышает 1—3 МГц— попробуйте соорудить на логических эле­ментах генератор прямоугольных сигналов по любой из схем, которые будут разобраны в главе 16, и вы увидите, что уже при частоте 1 МГц форма сигна­ла будет скорее напоминать синусоиду, чем прямоугольник.

Другим следствием наличия высокой входной емкости является то, что при переключении возникает импульс тока перезарядки этой емкости, то есть чем выше рабочая частота, тем больше потребляет микросхема, и считается, что при максимальных рабочих частотах ее потребление может сравниться с по­треблением ТТЛ (по крайней мере, ТТЛ серии 74LS). Дело еще усугубляется тем, что из-за затянутых фронтов импульсов элемент достаточно длительное время находится в активном состоянии, когда оба выходных транзистора приоткрыты (то есть возникает так называемый эффект «сквозного тока»).

Это же затягивание фронтов в сочетании с высокоомным входом приводит к снижению помехоустойчивости при перею1ючении — если на фронте сигна­ла «сидит» высокочастотная помеха, то это может приводить к многократ­ным переключениям выхода, как это было у компаратора (см. главу 13). По этой причине в спецификациях на микросхемы часто указывают желатель­ную максимальную длительность фронтов управляющего сигнала.

Однако в современных КМОП, в отличие от «классических», большинство недостатков, связанных с низким быстродействием, удалось преодолеть (правда, за счет снижения допустимого диапазона питания). Подробнее о се­риях КМОП рассказано далее, а пока несколько еще несколько слов об осо­бенностях этих микросхем.

Незадействованные входы элемента КМОП нужно обязательно подключать куда-нибудь — либо к земле, либо к питанию (резисторов при этом не требу­ется, так как вход тока не потребляет), либо объединять с соседним вхо­дом — иначе наводки на столь высокоомном входе полностью нарушат рабо­ту схемы. Причем в целях снижения потребления следует делать это и по отношению к незадействованным элементам в том же корпусе (но не ко всем незадействованным выводам, конечно). «Голый» вход КМОП из-за своей вы-сокоомности может быть также причиной повышенной «смертности» чипов при воздействии статического электричества, однако на практике входы все­гда шунтируют диодами, как показано на рис. 11.4. Допустимый ток через эти диоды также оговаривается в спецификациях.

Характеристики КМОП микросхем с полевыми транзисторами — МегаЛекции

КМОП(комплементарная структура металл-оксид-полупроводник)— технология построения электронных схем. В более общем случае — КМДП (со структурой металл-диэлектрик-полупроводник). Отличительной особенностью схем КМОП по сравнению с биполярными технологиями (ТТЛ, ЭСЛ и др.) является очень малое энергопотребление в статическом режиме (в большинстве случаев можно считать, что энергия потребляется только во время переключения состояний)

Подавляющее большинство современных логических микросхем, в том числе процессоров, используют схемотехнику КМОП. В технологии КМОП используются полевые транзисторы с изолированным затвором с каналами разной проводимости.

В устройствах на микросхемах КМОП вполне применимы меры по борьбе с дребезгом, известные из опыта работы с микросхемами ТТЛ, например, включение статического триггера на двух элементах И-НЕ или ИЛИ-НЕ. Однако чрезвычайно высокое входное сопротивление микросхем КМОП (порядка сотен и тысяч мегаом) и относительно высокое выходное сопротивление (сотни ом — один килоом) позволяет упростить цепи подавления дребезга, исключив резисторы. Вариантом схемы является устройство, собранное всего лишь на одном неинвертирующем логическом элементе.

Здесь следует сказать несколько слов о неинвертирующих логических элементах серий КМОП. Большинство логических элементов этих серий являются инвертирующими. Как указывалось выше, микросхемы, содержащие в своем обозначении буквы «ПУ», служат для согласования микросхем КМОП с микросхемами ТТЛ. По этой причине их выходные токи при подаче на их выходы напряжения питания или соединении выходов с общим проводом в устройстве по схемам могут достигать многих десятков миллиампер, что отрицательно сказывается на надежности устройств и может служить мощным источником помех. Большое входное сопротивление микросхем КМОП позволяет в некоторых случаях обойтись вообще без активных элементов для подавления дребезга.



Наиболее перспективны серии, выполненные на комплементарных МОП-транзисторах (КМОП) (К176, К564 и др.). В них отсутствуют нагрузочные резисторы, а МОП-транзисторы с разной электропроводностью каналов выполняют роль ключей. При напряжении на затворах, большем порогового, для транзисторов с каналом определенного типа соответствующий транзистор отперт, а другой заперт. При другом значении большем порогового для транзисторов с электропроводностью противоположного типа отпертый и запертый транзисторы меняются местами. Такие структуры успешно работают при изменении в широких пределах напряжения источника питания (от 3 до 15 В), что недостижимо для логических элементов, в состав которых входят резисторы. В статическом режиме при большом сопротивлении нагрузки логические элементы КМОП практически не потребляют мощности.

Для них также характерны: стабильность уровней входного сигнала и малое его отличие от напряжений источника питания; высокое входное и небольшое выходное сопротивления; хорошая помехоустойчивость; легкость согласования с микросхемами других серий.

Логические элементы КМОП, выполняющие функцию 3 И-НЕ. В нем использованы транзисторы с индуцированным каналом. Транзисторы VT1—VT3 имеют канал -типа и открыты при напряжении затворов, близких к нулю. Транзисторы имеют канал -типа и открыты при напряжениях затворов, больших порогового значения .

При нулевом входном сигнале хотя бы на одном из входов логического элемента один из транзисторов открыт и выходное напряжение равное Е. И только в том случае, если на всех входах есть сигнал логической единицы (обычно равный Е), все транзисторы VT1 — закрыты, а ярусно включенные транзисторы открыты. Выходное напряжение равно потенциалу общей шины (логический 0). Таким образом, сочетание ярусного включения транзисторов с каналами, имеющими один тип электропроводности, и параллельного соединения транзисторов с каналами другого типа электропроводности позволили реализовать функцию И-НЕ.

Если группы ярусно и параллельно включенных транзисторов поменять местами, то будет реализован элемент, выполняющий функцию. Он работает аналогично предыдущему. Транзисторы открыты в том случае, если на их затворах логическая 1, и заперты при входных сигналах логического 0.

Из рассмотренных схем видно, что в статическом режиме один из транзисторов, включенных последовательно, всегда закрыт, а другой открыт. Так как закрытый транзистор имеет большое сопротивление , то ток в цепи определяется только малыми значениями токов утечек и микросхема практически не потребляет электрическую мощность.

В качестве базового инвертора, устанавливаемого на входе ЛЭ, обычно используется цепь. Для предотвращения пробоя пленки оксида под затворами МОП-транзисторов схему инвертора обычно дополняют диодами, выполняющими защитные функции. Постоянная времени этих компонентов около 10 не. Поэтому их введение существенно не меняет динамические характеристики логических элементов. При попадании в цепь входа статических напряжений той или иной полярности соответствующие диоды открываются и закорачивают на цепь источника питания источник статического заряда. Резистор, который вместе с барьерными емкостями диодов образует интегрирующую цепь, уменьшает скорость увеличения напряжения на затворе до значения, при котором диоды VD2, VD3 успевают открыться.

Если источник напряжения имеет малое внутреннее сопротивление, то через диод при потечет большой прямой ток. Поэтому при включении аппаратуры с подобными логическими элементами напряжение питания должно подаваться раньше входного сигнала, а при выключении — наоборот. В тех случаях, когда допустимо некоторое снижение быстродействия, в цепь входа можно включать резисторы, ограничивающие входной ток на уровне.

В ряде микросхем для увеличения крутизны передаточной функции и повышения нагрузочной способности к выходу инвертора логического элемента подключают один или два дополнительных инвертора. Транзисторы дополнительного инвертора имеют повышенную мощность. За счет них обеспечивается уменьшение сопротивлений каналов открытых выходных транзисторов инвертора с кОм до кОм. Эти значения выходных сопротивлений позволяют не вводить в выходные цепи токоограничивающие резисторы, защищающие от короткого замыкания на выходе.

В логических элементах КМОП предельно просто реализуют элементы с тремя устойчивыми состояниями. Для этого последовательно с транзисторами инвертора включают два комплементарных транзистора ,управляемых инверсными сигналами . Если при подаче сигналов транзисторы закрыты, то выходное сопротивление инвертора имеет большое значение (инвертор находится в третьем высокоимпедансном состоянии).

Третье состояние имеется у отдельных микросхем, например у логических элементов типа , а также у сложных функциональных узлов серий КМОП.

Согласование логических элементов ТТЛ с логическими элементами КМОП можно выполнить несколькими способами:

1) питать логические элементы КМОП малыми напряжениями , при которых сигналы логических элементов ТТЛ переключают транзисторы логических элементов КМОП;

2) использовать логические элементы ТТЛ с открытым коллектором, в цепь выхода которых включен резистор, подключенный к дополнительному источнику напряжения;

3) применять микросхемы преобразователей уровня при согласовании серий КМОП с сериями ТТЛ и при согласовании серий ТТЛ с сериями КМОП).

При необходимости увеличить выходную мощность допускается параллельное соединение нескольких микросхем. Для подавления помех по цепи питания между шинами питания включают электролитический конденсатор емкостью и параллельно ему керамические конденсаторы емкостью на корпус. Последние подключают непосредственно к выходам микросхем. Емкость нагрузки, как правило, не должна превышать . При большем значении емкости нагрузки последовательно с выходом устанавливают дополнительный резистор, ограничивающий ток ее переразрядки. При наличии выбросов напряжения во входном сигнале последовательно с входом ЛЭ можно включить ограничительный резистор номиналом до 10 кОм. Неиспользованные входы ЛЭ следует обязательно подключать к шинам источника питания или соединять параллельно с подключенными входами. В противном случае возможны пробои диэлектрика под затвором и нарушение работоспособности вследствие сильного влияния помех.

Допускается кратковременное замыкание накоротко выходных зажимов микросхем при малом напряжении питания.

При хранении и монтаже следует опасаться статического электричества. Поэтому при хранении выводы электрически замыкают между собой. Монтаж их проводится при выключенном напряжении питания, причем обязательно использование браслетов, с помощью которых тело электромонтажников соединяется с землей.

1.4

Логические элементы КМОП-серий широко применяются при построении экономичных цифровых устройств малого и среднего быстродействия. В дальнейшем по мере усовершенствования технологии их изготовления они могут составить конкуренцию для логических элементов ТТЛ при создании быстродействующих устройств.

Обычно при конструировании пробников и калибраторов используют генераторы коротких импульсов, вырабатывающие сигнал с широким и равномерным спектром. Такой сигнал позволяет быстро проверять каскады радиоаппаратуры, как низкочастотные (НЧ), так и высокочастотные (ВЧ). Причем чем меньше длительность импульсов, тем лучше — спектр получается шире и равномернее.

Как правило, подобные генераторы состоят из двух основных узлов: собственно генератор прямоугольных импульсов и формирователь коротких импульсов. Между тем можно обойтись без специального формирователя, поскольку он уже имеется в логическом элементе микросхемы структуры КМОП.

Рассмотрим схему

Рисунок 4- RC- генератор

На рисунке 4 показан известный RC-генератор, работающий в данном случае на частоте около 1000 Гц (она зависит от номиналов деталей R1, С1). Низкочастотный сигнал прямоугольной формы поступает с выхода элемента DD1.2 (вывод 4) через цепочку R2C3 на переменный резистор R4 — им плавно регулируют амплитуду сигнала, подаваемого на проверяемый узел.

Выход же высокочастотного сигнала (коротких импульсов) выполнен несколько необычно — сигнал снимают с переменного резистора R3, включенного в цепь питания микросхемы. Перемещением движка этого резистора плавно регулируют уровень выходного высокочастотного сигнала.

Рассмотрим принцип работы такого формирователя по упрощенной схеме логического элемента структуры КМОП, показанного на рисунке 5.

Рисунок 5-упрощенная схема логического элемента структуры КМОП

Его основа — два последовательно включенных полевых транзистора с изолированным затвором и разным типом проводимости каналов. Если последовательно с транзисторами включить резистор R1, а на вход элемента подавать прямоугольные импульсы U1, произойдет следующее (рис. 3). Из-за того, что длительность фронта импульса не может быть бесконечно малой, а также из-за инерционности транзисторов, в момент действия фронта наступит такой момент, когда оба транзистора окажутся в открытом состоянии. Через них потечет так называемый сквозной ток, значение которого может составлять от единиц до десятков миллиампер в зависимости от типа микросхемы и напряжения источника питания. На резисторе будут формироваться короткие импульсы напряжения U2. Причем как в момент действия фронта, так и спада.

Иначе говоря, произойдет удвоение частоты исходных импульсов.

Сопротивление резистора не должно быть большим во избежание нарушения режима работы элементов микросхемы. Это означает, что к высокочастотному выходу можно подключать низкоомную нагрузку сопротивлением 50…75 Ом.

У рассмотренного генератора максимальная амплитуда импульсов на высокочастотном выходе составляет 100…150мВ, а потребляемый от источника питания ток не превышает 1,6 мА. Генератор рассчитан на использование при проверке усилителей ЗЧ, трехпрограммных громкоговорителей, радиоприемников на диапазонах ДВ и СВ.

1.5

 

структуры КМОП

 

 

Полевой транзистор — полупроводниковый прибор, через который протекает поток основных носителей зарядов, регулируемый поперечным электрическим полем, которое создаётся напряжением, приложенным между затвором и стоком или между затвором и истоком.

Так как принцип действия полевых транзисторов основан на перемещении основных носителей заряда одного типа (электронами или дырками), такие приборы ещё называют униполярными, тем самым противопоставляя их биполярным.

Полевые транзисторы классифицируют на приборы с управляющим p-n-переходом и с изолированным затвором, так называемые МДП («металл-диэлектрик-полупроводник»)-транзисторы, которые также называют МОП («металл-оксид-полупроводник»)-транзисторами, причём последние подразделяют на транзисторы со встроенным каналом и приборы с индуцированным каналом.

К основным параметрам полевых транзисторов причисляют: входное сопротивление, внутреннее сопротивление транзистора, также называемое выходным, крутизну стокозатворной характеристики, напряжение отсечки и некоторые другие.

Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом — это полевой транзистор, в котором пластина из полупроводника, например n-типа, имеет на противоположных концах электроды (сток и исток), с помощью которых она включена в управляемую цепь. Управляющая цепь подключается к третьему электроду (затвору) и образуется областью с другим типом проводимости, в данном случае p-типом.

Источник питания, включенный во входную цепь, создаёт на единственном p-n-переходе обратное напряжение. Во входную цепь также включается и источник усиливаемых колебаний. При изменении входного напряжения изменяется обратное напряжение на p-n-переходе, в связи с чем меняется толщина обедненного слоя (n-канал), то есть площадь поперечного сечения области, через которую проходит поток основных носителей заряда. Эта область называется каналом.

Отличительной особенностью структуры КМОП по сравнению с другими МОП-структурами (N-МОП, P-МОП) является наличие как n-, так и p-канальных полевых транзисторов; как следствие, КМОП-схемы обладают более высокой скоростью действия и меньшим энергопотреблением, однако при этом характеризуются более сложным технологическим процессом изготовления и меньшей плотностью упаковки.

 


Рекомендуемые страницы:


Воспользуйтесь поиском по сайту:

Правила обращения с микросхемами КМОП — МегаЛекции

При обращении с микросхемами КМОП-структуры ре­комендуется соблюдать следующие несложные меры предо­сторожности:

· в процессе хранения и транспортировки от­дельных микросхем выводы их должны быть соединены между собой, например, обертыванием металлической фоль­гой;

· нельзя производить смену микросхем при включенном напряжении питания; нельзя подводить электрические сиг­налы, в том числе и напряжения с шин питания, к корпусу микросхемы и к холостым выводам;

· свободные входы мик­росхемы с учетом их логических свойств должны быть со­единены с используемыми или с одной из шин питания;

· холостые выводы корпу­са следует оставлять свободными;

· допустимый электроста­тический потенциал на входах — не более 100 В; плату со смонтированными микросхемами следует брать за торцы, не касаясь разъемов;

· при монтаже тело сотрудника должно быть заземлено с помощью проводящего браслета, соеди­ненного с контуром заземления помещения через резистор 0,5 мОм;

· в крайнем случае, при замене одиночной микро­схемы для уравнивания потенциалов следует касаться об­щей шины питания;

· необходимо избегать одежды из синте­тических материалов;

· микросхему на плату следует уста­навливать после выполнения остальных соединений;

· пайку выводов вести в последовательности: «общий», «питание», остальные контакты; применять низковольтный паяльник с заземленным жалом.

Контрольные вопросы:

1. Объяснить устройство и принцип работы транзисторов используемых в КМОП структурах.

2. Какие достоинства и недостатки имеют транзисторы в МОП, КМОП структурах в сравнении с ТТЛ элементами?

3. Какие особенности имеют КМОП структуры?

4. Представить схему инвертора, объяснить его работу при различных уровнях входного сигнала.

5. Как выполняется защита входа инвертора от повышения напряжения?

6. Как устроен двунаправленный ключ?

7. Какие сигналы управляют работой ключа?

8. Представьте принципиальную схему трехвходового логического элемента И-НЕ и объяснить его работу.



9. Какие меры предосторожности соблюдают при обращении с микросхемами КМОП структур?

10. Какие уровни выходных сигналов имеют ИМС КМОП?

11. Дать сравнительный анализ микросхем КМОП и ТТЛ логик.

 

Тема 4 Схемотехнические построения цифровых устройств

План

Типы выходов интегральных микросхем. Логические расширители

Типовые ситуации при построении узлов и устройств на стандартных интегральных схемах.

Типы выходов интегральных микросхем. Логические расширители

Студент должен

Знать

· Типы выходов интегральный микросхем;

Уметь

· Выполнять подключение выходов к нагрузке.

Цифровые элементы (логические, запоминающие, буферные) могут иметь выходы следующих типов:

· Логические;

· С тремя выходными состояниями;

· С открытым коллектором;

· С открытым эмиттером.

Наличие четырёх типов выходов объясняется различными условиями работы элементов в логических цепях, в магистрально-модульных микропроцессорных системах.

Логический выход

Логический выход формирует два уровня выходного напряжения (U0 и U1). Выходное сопротивление логического выхода стремятся сделать малым, способным развивать большие токи для перезаряда емкостных нагрузок и, следовательно, получения высокого быстродействия элемента. Такой тип выхода имеют большинство логических элементов, используемых в комби­национных цепях.

Схемы логических выходов элементов ТТЛ(Ш) и КМОП подобны двухтактным каскадам — в них оба фронта выходного напряжения формируются с участием активных транзисторов, работающих противофазно, что обеспечивает малые выходные сопротивления при любом направлении переключения выхода (рисунке 4.1 а).

Особенность таких выходов состоит в том, что их нельзя соединять параллельно. Во-первых, это создает логическую неопределенность, т. к. в точке соединения выхода, формирующего логическую единицу, и выхода, формирующего логический нуль, не будет нормального результата. Во-вторых, при соединении выходов, находящихся в различных логических состояниях, возникло бы их «противоборство». Вследствие малых величин выходных сопротивлений уравнительный ток при этом может достигать достаточно большой величины, что может вывести из строя электрические элементы выходной цепи.

 


Рисунок 4.1

Вторая особенность логического выхода двухтактного типа связана с протеканием через оба транзистора коротких импульсов тока при переключениях из одного логического состояния в другое. Эти токи протекают от источника питания на общую точку («землю»). В статических состояниях таких токов быть не может, т. к. транзисторы VТ1 и VТ2 работают в противофазе, и один из них всегда заперт. Однако в переходном процессе из-за некоторой несинхронности переключения транзисторов возникает кратковременная ситуация, в которой проводят оба транзистора, что и порождает короткий импульс сквозного тока значительной величины (рисунок 4.1,б).


Рекомендуемые страницы:


Воспользуйтесь поиском по сайту:

CMOS что это? Для чего он нужен на материнской плате?

CMOS и CMOS батареи: все что вам нужно знать

Опубликовано 02.11.2019, 10:21 · Комментарии: 15



    Что такое матрица CMOS BIOS?

CMOS (дополнительный металл-оксид-полупроводник) — это термин, обычно используется для описания небольшого объема памяти на материнской плате компьютера, в которой хранятся настройки BIOS. Некоторые из этих настроек BIOS включают системное время и дату, а также настройки оборудования. Большинство разговоров о CMOS включает в себя очистку CMOS.

Если извлечь батарею, то произойдет сброс настроек BIOS до их уровней по умолчанию. Это действительно простая задача, которая считается отличным шаг для устранения многих типов компьютерных проблем.

Датчик CMOS отличается — он используется цифровыми камерами для преобразования изображений в цифровые данные.

Как еще называют чип CMOS?

КМОП иногда называют часами реального времени (RTC), ОЗУ КМОП, энергонезависимой ОЗУ (NVRAM), энергонезависимой памятью BIOS или комплементарной симметричной металл-оксид-полупроводник (КОСМОС).

Как BIOS и CMOS работают вместе?

BIOS представляет собой компьютерный чип на материнской плате, такой как CMOS, за исключением того, что он предназначен для связи между процессором и другими устройствами компонентами, такими как жесткий диск, порты USB, звуковая карта, видеокарта и многое другое. Компьютер без BIOS не поймет, как эти части компьютера работают вместе.

Смотрите наш Что такое BIOS? часть для получения дополнительной информации о BIOS.

CMOS также считается компьютерным чипом на материнской плате, или, более конкретно, чипом ОЗУ, это означает, что он теряет настройки, которые хранятся при выключении компьютер.Тем не менее, батарея CMOS используется для постоянного питания чипа.

Когда компьютер загружается в первый раз, BIOS извлекает информацию из чипа CMOS, чтобы понять настройки оборудования, время и все, что в нем хранится.

Что такое батарея CMOS?

Как заменить батарейку cmos на материнской плате? Произвести замену батареи, можно с помощью плоской отвертки

CMOS обычно питается от батарейки CR2032, называемой батареей CMOS. Большинство батарей CMOS работают в течение срока службы материнской платы, иногда до 10 лет, но их необходимо заменить.

Неправильная или медленная системная дата и время, а также потеря настроек BIOS включенными признаками разряженной или выходящей из строя батареи CMOS. Заменить их так же просто, как заменить неисправный на новый.

Подробнее о матрицах CMOS и CMOS аккумуляторах

В то время как большинство материнских плат имеют место для батарей CMOS, некоторые небольшие компьютеры, такие как планшеты и ноутбуки, имеют небольшой внешний отсек для батареи CMOS, которая подключается к материнской плате через два маленьких провода.

Некоторые устройства, которые используют CMOS, включают в себя микропроцессоры, микроконтроллеры и статическое ОЗУ (SRAM).

Важно понимать, что CMOS и BIOS не являются взаимозаменяемыми терминами для одного и того же. Хотя они работают вместе для определенных функций в компьютере. предоставьте собой два совершенно разных компонента.

Когда компьютер впервые запускается, есть возможность загрузиться в BIOS или CMOS. Открытие настроек CMOS — это то, как вы можете изменить сохраняемые настройки, такие как дата и время, и как впервые запускаются компоненты компьютера.Вы также можете использовать настройку CMOS для отключения и включения некоторых аппаратных устройств.

Чипы CMOS желательны для устройств с батарейным питанием, таких как ноутбуки, потому что они потребляют меньше энергии, чем чипы других типов. Хотя они используют как цепи с отрицательной полярностью, так и цепи с положительной полярностью (NMOS и PMOS), одновременно включается только один тип цепи.

Эквивалентом CMOS для Mac является PRAM, что означает параметр RAM.

.

CLR CMOS на материнской плате

Опубликовано 17.02.2020 автор — 0 комментариев

Всем привет! Сегодня обсудим CLR CMOS на материнской плате: что это такое, для чего нужен и как работает, нужен ли такой выход обычному юзеру. О том, что такое spdif out на материнской плате, можно почитать тут.

Что это такое

Это микросхема на материнской плате, на которой записан БИОС. Независимо от производителя материнской платы — ASUS, Gigabyte, Asrock, MSI или любого другого, а также производителя BIOS и его версии, разработчика дефектоскопа сброса установок до.

Зачем это надо? В результате неправильных действий пользователь может выставить такие настройки, при которых система стабильно работать не будет. Варианты тут разнообразные: как незначительные лаги при повышении нагрузки, так и постоянный уход в синий экран при попытке загрузить операционную систему.

К счастью, у нас есть «волшебная кнопка», с помощью которой можно сбросить установку до дефолтных. Вернее, это даже не кнопка: технически это коннектор на 2 контакта или на 3 контакта, который обычно маркируется CLR CMOS (от английского Clear — очистить).

Также процедура помогает, если вы установили пароль на вход, но забыли его.

Как замкнуть контакты для сброса настроек

В нормальной позиции это «оголенные провода»: если замкнуть эти пару контактов, сброс настроек независимо от желания пользователя ПК.

В трехпиновом коннекторе нужно переставить перемычку с коннекторов 1–2 на 2–3. Все, произошел сброс, можно переставлять обратно и заново производить БИОС, если есть такая необходимость.

На старых моделях материнок еще можно увидеть 2 ‑ пиновый clr cmos. Чтобы замкнуть контакты, можно обычной обычной скрепкой: проход тока будет достаточно. Этим же методом можно воспользоваться, если у 3 ‑ пинового коннектора утеряна перемычка: просто замкните 2 ‑ й с 3 ‑ м. Если пользователь случайно нажал на пару коннекторов пальцем, то скорее всего ничего не произойдет: проводимости недостаточно для короткого замыкания.

И вообще, не советую пихать палец в материнку работающего компа — можно получить удар током.

Альтернативный вариант

Настройки БИОС, включая системную дату, неизменными, даже если компьютер или ноутбук полностью обесточен: например, вы без монитора и прочей периферии в соседний город.

Кстати, сброс BIOS происходит, даже если замкнуть перемычку у выключенного компа, имейте в виду.

Так вот, за питание микросхемы CMOS отвечает за батарейки формата CR 2032 — круглая плоская «таблетка», которая очень часто используется также в электронных весах.

Если вытащить батарейку, микросхема потеряет питание и обнулит настройки БИОСа до дефолтных. Такой вот нехитрый способ, можно воспользоваться, если вы не нашлимычку СLR СMOS.

Также для вас будут полезны публикации «Как узнать ревизию материнки» и «Как узнать ревизию материнки». Буду признателен всем, кто поделится этой публикацией в социальных сетях. До скорой встречи!

С уважением, автор блога Андрей Андреев.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *