[科普中国]-CMOS

CMOS是Complementary Metal Oxide Semiconductor（互补金属氧化物半导体）的缩写。它是指制造大规模集成电路芯片用的一种技术或用这种技术制造出来的芯片，是电脑主板上的一块可读写的RAM芯片。因为可读写的特性，所以在电脑主板上用来保存BIOS设置完电脑硬件参数后的数据，这个芯片仅仅是用来存放数据的。

电压控制的一种放大器件，是组成CMOS数字集成电路的基本单元。

而对BIOS中各项参数的设定要通过专门的程序。BIOS设置程序一般都被厂商整合在芯片中，在开机时通过特定的按键就可进入BIOS设置程序，方便地对系统进行设置。因此BIOS设置有时也被叫做CMOS设置。

术语信息缩写在计算机领域，CMOS常指保存计算机基本启动信息（如日期、时间、启动设置等）的芯片。有时人们会把CMOS和BIOS混称，其实CMOS是主板上的一块可读写的并行或串行FLASH芯片，是用来保存BIOS的硬件配置和用户对某些参数的设定。

在今日，CMOS制造工艺也被应用于制作数码影像器材的感光元件，尤其是片幅规格较大的单反数码相机。

另外，CMOS同时可指互补式金氧半元件及制程。

因此时至今日，虽然因为工艺原因，都叫做CMOS，但是CMOS在三个应用领域，呈现出迥然不同的外观特征：

一是用于计算机信息保存，CMOS作为可擦写芯片使用，在这个领域，用户通常不会关心CMOS的硬件问题，而只关心写在CMOS上的信息，也就是BIOS的设置问题，其中提到最多的就是系统故障时拿掉主板上的电池，进行CMOS放电操作，从而还原BIOS设置。

二是在数字影像领域，CMOS作为一种低成本的感光元件技术被发展出来，市面上常见的数码产品，其感光元件主要就是CCD或者CMOS，尤其是低端摄像头产品，而通常高端摄像头都是CCD感光元件。

三是在更加专业的集成电路设计与制造领域。

设置如果是兼容台式电脑，并且是Award、AMI、Phoenix公司的BIOS设置程序，那么开机后按Delete键或小键盘上的Del键就可以进入CMOS设置界面。

如果是品牌机（包括台式电脑或笔记本电脑），如果按Delete不能进入CMOS，那么就要看开机后电脑屏幕上的提示，一般是出现【Press XXX to Enter SETUP】，我们就按“XXX”键就可以进入CMOS了。笔记本触发键一般是F2或者Delete键。

如果没有如何提示，就要查看电脑的使用说明书。如果实在找不到，那么就试一试下面的这些品牌机常用的键：

“F2”，“F10”，“F12”，“Ctrl+F10”，“Ctrl+Alt+F8”，“Ctrl+Alt+Esc”等。

设置方法一、进入CMOS设置界面

开启计算机或重新启动计算机后，在屏幕显示“Waiting……”时，按下“Del”键就可以进入CMOS的设置界面。要注意的是，如果按得太晚，计算机将会启动系统，这时只有重新启动计算机了。大家可在开机后立刻按住Del键直到进入CMOS。进入后，你可以用方向键移动光标选择CMOS设置界面上的选项，然后按Enter进入副选单。

二、设置日期

我们可以通过修改CMOS设置来修改计算机时间。选择第一个标准CMOS设定（Standard CMOS Setup），按Enter进入标准设定界面，CMOS中的日期的格式为；；，除星期是由计算机根据日期来计算以外，其它的可以依次移动光标用数字键输入，如今天是6月1日，你可以将它改为6月2日。当然，你也可以用Page Up/Page Down来修改。

三、设置启动顺序

如果我们要安装新的操作系统，一般情况下须将计算机的启动顺序改为先由软盘（A）启动或光盘(CD-ROM）启动。选择CMOS主界面中的第二个选项BIOS特性设定（BIOS Features Setup），将光标移到启动顺序项（Boot Sequence），然后用PageUp或PageDown选择修改，其中A表示从软盘启动，C表示从硬盘启动，CD-ROM表示从光盘启动，SCSI表示从SCSI设备启动，启动顺序按照它的排列来决定，谁在前，就从谁最先启动。如C:CDROM，A，表示最先从硬盘启动，如果硬盘启动不了则从光盘启动，如果硬盘和光盘都无法启动则从A盘启动。在BIOS特性设定中，还有几个重要选项：

①Quick Power On Self Test（快速开机自检），当电脑加电开机的时候，主板BIOS会执行一连串的检查测试，检查的是系统和周边设备。如果该项选择了Enabled，则BIOS将精简自检的步骤，以加快开机的速度。1

②Boot Up Floppy Seek（开机软驱检查），当电脑加电开机时，BIOS会检查软驱是否存在。选择Enabled时，如果BIOS不能检查到软驱，则会提示软驱错误。选择Disabled，BIOS将会跳过这项测试。

③Boot UP NumLock Status（启动数字键状态），一般情况下，小键盘（键盘右部）是作为数字键用的（默认为ON，启用小键盘为数字键），如果有特殊需要，只要将ON改成OFF，小键盘就变为方向键。

④Security Option（安全选择)

有两个选项，如果设置为Setup时，开机时不需要密码，进入CMOS时就需要密码（当然事先要设置密码）了，但只有超级用户的密码才能对CMOS的各种参数进行更改，普通用户的密码不行。如果设为System时，则开机时就需要密码（超级用户与普通用户密码都可以），到CMOS修改时，也只有超级用户的密码才有修改权。

四、设置CPU

CPU作为电脑的核心，在CMOS中有专项的设置。在主界面中用方向键移动到“；；”，此时我们就可以设置CPU的各种参数了。在“Adjust CPU Voltage”中，设置CPU的核心电压。如果要更改此值，用方向键移动到该项目，再用“Page UP/Page Down”或“+/-”来选择合适的核心电压。然后用方向键移到“CPU Speed”，再用“Page UP/Page Down”或“+/-”来选择适用的倍频与外频。注意，如果没有特殊需要，初学者最好不要随便更改CPU相关选项！

五、设置密码

CMOS中为用户提供了两种密码设置，即超级用户/普通用户口令设定（SUPERⅥSOR/USER PASSWORD）。口令设定方式如下：

1．选择主界面中的“SUPERⅥSOR PASSWORD”，按下Enter键后，出现：Enter Password：（输入口令），

2．你输入的口令不能超过8个字符，屏幕不会显示输入的口令，输入完成按Enter键，

3．这时出现让你确认口令：“Confirm Password”（确认口令），输入你刚才输入的口令以确认，然后按Enter键，就设置好了。

普通用户口令与其设置一样，就不再多说了。如果您需要删除您先前设定的口令，只需选择此口令然后按Enter键即可（不要输入任何字符），这样你将删除你先前的所设的口令了。超级用户与普通用户的密码的区别在于进入CMOS时，输入超级用户的密码可以对CMOS所有选项进行修改，而普通用户只能更改普通用户密码，而不能修改CMOS中的其它参数，联系在于当安全选择（Security Option）设置为SYSTEM时，输入它们中任一个都可以开机。

六、设置硬盘参数

如果你要更换硬盘，安装好硬盘后，你要在CMOS中对硬盘参数进行设置。CMOS中有自动检测硬盘参数的选项。在主界面中选择“IDE HDD AUTO DETECTION”选项，然后按Enter键，CMOS将自动寻找硬盘参数并显示在屏幕上，其中SIZE为硬盘容量，单位是MB；MODE为硬盘参数，第1种为NORMAL，第2种为LBA，第3种为LARGE。我们在键盘上键入“Y”并回车确认。

接着，系统检测其余的三个IDE接口，如果检测到就会显示出来，你只要选择就可以了。检测以后，自动回到主界面。这时硬盘的信息会被自动写入主界面的第一个选项——标准CMOS设定（STANDARD CMOS SETUP）中。

七、保存设置

我们所做的修改工作都要保存才能生效，要不然就会前功尽弃。设置完成后，按ESC返回主界面，将光标移动到“SAVE & EⅪT SETUP”（存储并结束设定）来保存（或按F10键），按Enter后，选择“Y”，就OK了。

参数设置如果CMOS不提供关闭操作，可使用软件设置，方法如下：

1）使用开始菜单-运行命令，输入msconfig指令；

2）选中"BOOT.INI"标签，进入BOOT.INI设置界面；

3）选择"高级选项"，弹出高级选项设置对话框。

设置内容大致都包含如下可设置的内容：

⒈Standard CMOS Setup：标准参数设置，包括日期，时间和软、硬盘参数等。

⒉BIOS Features Setup：设置一些系统选项。

⒊Chipset Features Setup：主板芯片参数设置。

⒋Power Management Setup：电源管理设置。

⒌PnP/PCI Configuration Setup：即插即用及PCI插件参数设置。

⒍Integrated Peripherals：整合外设的设置。

⒎其他：硬盘自动检测，系统口令，加载缺省设置，退出等

电池放电打开电脑的主机箱，可以在主板右侧看到一块"圆"形成扁体的电池，这块钮扣电池也称CMOS电池，保存主板信息的BIOS设置，我在网吧工作，经常碰到主机启动不了的情况，一般比较容易见效的方法是：将主机电源拔出来，意思是把电源线从电源盒拿下来，这样是完全断电状态，取下主板上的纽扣电池可以看到两个金属片，成上下，也就是正\负极电路，将其对接让它短路，按着几秒钟，放电基本成功.

还有一种叫小CMOS放电：同样将电源线从电源盒上拔下来，在这样的状态下按"开机"按钮，重试几下，系统也将小放电，一般也可以解决电脑无法开机的问题.

常常听到计算机高手或者非高手说“口令忘啦？给CMOS放电吧。”，这到底是什么意思呢？

如果你在计算机中设置了进入口令，而你又碰巧忘记了这个口令，你将无法进入计算机。不过还好，口令是存储在CMOS中的，而CMOS必须有电才能保持其中的数据。所以，我们可以通过对CMOS的放电操作使计算机“放弃”对口令的要求。具体操作如下：

打开机箱，找到主板上的钮扣电池，将其与主板的连接断开（就是取下纽扣电池或是调整跳线），此时CMOS将因断电而失去内部储存的一切信息。再将钮扣电池接通，合上机箱开机，由于CMOS已是一片空白，它将不再要求你输入密码，此时进入BIOS设置程序，选择主菜单中的“LOADBIOSDEFAULT”（装入BIOS缺省值）或“LOADSETUPDEFAULT”（装入设置程序缺省值）即可，前者以最安全的方式启动计算机，后者能使你的计算机发挥出较高的性能。

数据恢复文件CMOS.DAT的内容可以在DEBUG（或PCTOOLS等工具软件）中显示和编辑，也可将其再写回CMOS，这里给出自动写回数据的程序：

/*把A盘CMOS.DAT文件的数据写回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)

口令由于各种原因，有时需要破译或者摧毁CMOS的口令，此时可以根据具体情况采取各种不同的方法。如果能启动系统，但由于忘记或不知CMOS口令而无法进入CMOS设置状态，此时可采用程序法来破译CMOS的口令，用程序摧毁CMOS密码的设置：

/*摧毁CMOS密码*/

#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写成一个程序放在一个文件中，具体操作如下：

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

以后，只要能用软盘启动系统，运行DELCMOS.COM就能取消CMOS的设置。

历史CMOS是主板上一块可读写的RAM芯片，用于保存当前系统的硬件配置信息和用户设定的某些参数。CMOS RAM由主板上的钮扣电池供电，即使系统断电信息也不会丢失。对CMOS中各项参数的设定和更新可通过开机时特定的按键实现（一般是Del键）。进入BIOS设置程序可对CMOS进行设置。一般CMOS设置习惯上也被叫做BIOS设置。

CMOS与BIOSBIOS是主板上的一块可读写的EPROM或EEPROM芯片，里面装有系统的重要信息和设置系统参数的设置程序（BIOSSetup程序）；CMOS是主板上的一块可读写的RAM芯片，里面装的是关于系统配置的具体参数，其内容可通过设置程序进行读写。CMOSRAM芯片靠钮扣电池供电，即使系统断电后信息也不会丢失。CMOSRAM既是BIOS设定系统参数的存放场所，又是BIOS设定系统参数的结果。

CMOS，即：Complementary Metal Oxide Semiconductor——互补金属氧化物半导体（本意是指互补金属氧化物半导体存储器，是一种大规模应用于集成电路芯片制造的原料），是微机主板上的一块可读写的RAM芯片。CMOS RAM芯片由系统通过一块钮扣电池供电，因此无论是在关机状态中，还是遇到系统断电情况，CMOS信息都不会丢失。

BIOS是一组设置硬件的电脑程序，保存在主板上的一块EPROM或EEPROM芯片中，里面装有系统的重要信息和设置系统参数的设置程序——BIOS Setup程序。而CMOS即：Complementary Metal Oxide Semiconductor——互补金属氧化物半导体，是主板上的一块可读写的RAM芯片，用来保存当前系统的硬件配置和用户对参数的设定，其内容可通过设置程序进行读写。CMOS芯片由主板上的钮扣电池供电，即使系统断电，参数也不会丢失。CMOS芯片只有保存数据的功能，而对CMOS中各项参数的修改要通过BIOS的设定程序来实现。CMOS RAM既是BIOS设定系统参数的存放场所，又是 BIOS设定系统参数的结果。因此，完整的说法应该是“通过BIOS设置程序对CMOS参数进行设置”。由于 BIOS和CMOS都跟系统设置密切相关，所以在实际使用过程中造成了BIOS设置和CMOS设置的说法，其实指的都是同一回事。

所谓BIOS，实际上就是微机的基本输入输出系统(BasicInput-OutputSystem），其内容集成在微机主板上的一个ROM芯片上，主要保存着有关微机系统最重要的基本输入输出程序，系统信息设置、开机上电自检程序和系统启动自检程序等。

BIOS功能主要包括以下方面：

一是BIOS中断服务程序，即微机系统中软件与硬件之间的一个可编程接口，主要用于程序软件功能与微机硬件之间实现衔接。操作系统对软盘、硬盘、光驱、键盘、显示器等外围设备的管理，都是直接建立在BIOS系统中断服务程序的基础上，操作人员也可以通过访问INT5、INT13等中断点而直接调用BIOS中断服务程序。

二是BIOS系统设置程序，前面谈到微机部件配置记录是放在一块可读写的CMOSRAM芯片中的，主要保存着系统基本情况、CPU特性、软硬盘驱动器、显示器、键盘等部件的信息。在BIOSROM芯片中装有“系统设置程序”，主要用来设置CMOSRAM中的各项参数。这个程序在开机时按下某个特定键即可进入设置状态，并提供了良好的界面供操作人员使用。事实上，这个设置CMOS参数的过程，习惯上也称为“BIOS设置”。

三是POST上电自检程序，微机按通电源后，系统首先由POST(PowerOnSelfTest，上电自检）程序来对内部各个设备进行检查。通常完整的POST自检将包括对CPU、640K基本内存、1M以上的扩展内存、ROM、主板、CMOS存贮器、串并口、显示卡、软硬盘子系统及键盘进行测试，一旦在自检中发现问题，系统将给出提示信息或鸣笛警告。

第四为BIOS系统启动自举程序，系统在完成POST自检后，ROMBIOS就首先按照系统CMOS设置中保存的启动顺序搜寻软硬盘驱动器及CD—ROM、网络服务器等有效地启动驱动器，读入操作系统引导记录，然后将系统控制权交给引导记录，并由引导记录来完成系统的顺利启动。

相机领域CMOS制造工艺也被应用于制作数码影像器材的感光元件（常见的有CCD和CMOS），尤其是片幅规格较大的单反数码相机。再透过芯片上的模-数转换器（ADC）将获得的影像讯号转变为数字信号输出。

CMOS与CCD的区别

成像过程CCD与CMOS图像传感器光电转换的原理相同，他们最主要的差别在于信号的读出过程不同；由于CCD仅有一个（或少数几个）输出节点统一读出，其信号输出的一致性非常好；而CMOS芯片中，每个像素都有各自的信号放大器，各自进行电荷-电压的转换，其信号输出的一致性较差。但是CCD为了读出整幅图像信号，要求输出放大器的信号带宽较宽，而在CMOS 芯片中，每个像元中的放大器的带宽要求较低，大大降低了芯片的功耗，这就是CMOS芯片功耗比CCD要低的主要原因。尽管降低了功耗，但是数以百万的放大器的不一致性却带来了更高的固定噪声，这又是CMOS相对CCD的固有劣势。

集成性从制造工艺的角度看，CCD中电路和器件是集成在半导体单晶材料上，工艺较复杂，世界上只有少数几家厂商能够生产CCD晶元，如DALSA、SONY、松下等。CCD仅能输出模拟电信号，需要后续的地址译码器、模拟转换器、图像信号处理器处理，并且还需要提供三组不同电压的电源同步时钟控制电路，集成度非常低。而CMOS是集成在被称作金属氧化物的半导体材料上，这种工艺与生产数以万计的计算机芯片和存储设备等半导体集成电路的工艺相同，因此生产CMOS的成本相对CCD低很多。同时CMOS芯片能将图像信号放大器、信号读取电路、A/D转换电路、图像信号处理器及控制器等集成到一块芯片上，只需一块芯片就可以实现相机的的所有基本功能，集成度很高，芯片级相机概念就是从这产生的。随着CMOS成像技术的不断发展，有越来越多的公司可以提供高品质的CMOS成像芯片，包括：Micron、 CMOSIS、Cypress等。

3. 速度

CCD采用逐个光敏输出，只能按照规定的程序输出，速度较慢。CMOS有多个电荷—电压转换器和行列开关控制，读出速度快很多，大部分500fps以上的高速相机都是CMOS相机。此外CMOS 的地址选通开关可以随机采样，实现子窗口输出，在仅输出子窗口图像时可以获得更高的速度。

4. 噪声

CCD技术发展较早，比较成熟，采用PN结或二氧化硅（SiO2）隔离层隔离噪声，成像质量相对CMOS光电传感器有一定优势。由于CMOS图像传感器集成度高，各元件、电路之间距离很近，干扰比较严重，噪声对图像质量影响很大。随着CMOS电路消噪技术的不断发展，为生产高密度优质的CMOS图像传感器提供了良好的条件。

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。

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MOS集成电路即为CMOS-IC（Complementary MOS Integrated Circuit）。

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Complementary Metal Oxide Semiconductor，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RAM芯片。2

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（ElectroStatic Discharge,ESD）的破坏。而新一代的CMOS芯片多半在输出入接脚（I/O pin）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。

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。

⒈ CMOS是场效应管构成，TTL为双极晶体管构成

⒉ CMOS的逻辑电平范围比较大（5～15V），TTL只能在5V下工作

⒊ CMOS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

⒋ CMOS功耗很小，TTL功耗较大（1～5mA/门）

⒌ CMOS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=2.0V，输入低电平