对于模拟CMOS(互补对称金属氧化物半导体)而言，两大主要危害是静电和过压(信号电压超过电源电压)。了解这两大危害，用户便可以有效应对。

静电

由静电荷积累(V=q/C=1kV/nC/pF)而形成的静电电压带来的危害可能击穿栅极与衬底之间起绝缘作用的氧化物(或氮化物)薄层。这项危害在正常工作的电路中是很小的，因为栅极受片内齐纳二极管保护，它可使电荷损耗至安全水平。

然而，在插人插座时，CMOS器件与插座之间可能存在大量静电荷。如果插人插座的第一个引脚恰巧没有连接齐纳二极管保护电路，栅极上的电荷会穿过氧化层释放而损坏器件。

以下四步有助于防止器件在系统装配阶段受损：

将未使用的CMOS器件存放于黑色导电泡沫材料中，这样在运输时可以防止引脚之间积累电荷;

负责器件接插的操作人员应通过一个塑料接地带与系统电源地相连;

从防护性的泡沫材料中取出CMOS器件前，泡沫材料应与电源共地，释放掉积累的电荷;

在电路插人电路板之后，移动电路板时应保持电路板接地或屏蔽。

SCR闩锁

在使用模拟CMOS电路时，最安全的做法是确保没有超过电源电压的模拟或数字电压施加到器件上，并且电源电压在额定范围内。尽管如此，实施承受过压保护也是有必要的。如果理解了问题的机制，保护措施在大多数情况下都会是行之有效的。

图1是一个典型CMOS输出开关单元的电路图及截面图。从不同单元和区域之间的连接关系中，我们可以画出一个等效二极管电路图(图2)。如果在S端或D端的模拟输人电压超过电源电压。

图1：典型CMOS输出开关单元的电路图及截面图

图2：等效二极管电路图

由不同二极管结产生的寄生晶体管就会处于正向偏置模式。这些寄生的NPN和PNP晶体管形成如图3所示的SCR(可控硅整流器)电路。

图3. CMOS开关中的寄生晶体管益沦应

过压能引起过大的电流和金属化问题。通常，运算放大器的输出作为S端或D端的电压源，因此电流不能大于运算放大器直流输出电流的限值。然而，瞬态感应电流仍有可能破坏CMOS器件;因此，有必要进行保护。

图4举例说明了通过在电源供电引脚串联二极管(比如1N459)防止寄生晶体管导通的方法。如果S端或D端电压高于电源电压时，CR1和/或CR2反向偏置，基极驱动电路不能使晶体管导通。每个CMOS器件都应该有一对独立的二极管对其进行保护。尽管这个方法很有效，但它不是万无一失的。如果开关的一端连接到一个负电位(例如一个充电电容)，并且另一端电压超过VDD，则尽管有保护二极管。

图4：电路保护方案

在Q2的一个发射极的雪崩二极管足够提供基极驱动使Q2导通。对于这种情况，必须要有一个与电容串联的限流电源或者电阻。

如果在S端或D端有瞬时过压，那么由电压源供电的端口处的串联电阻的建议值为300至400Ω(图4b)。

CMOS介绍

CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)，

互补金属氧化物半导体，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。

CMOS与BIOS

BIOS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。

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。

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。