cmos是什么意思啊,CMOS 全称是什么

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导读

CMOS这一个词相信很多接触电脑、电子甚至数码产品的朋友或多或少都听说过，但可能大多数人理解得都比较浅层，主要是“主板上那个小电池”或者“BIOS设置”的地方存储这段数据的空间。今天咱们就来深入聊聊这个CMOS到底是什么，在电子学里扮演着怎样的角色。

首先，问到CMOS的全称，它指的是“互补金属氧化物半导体”（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）。这个说法是电子信息工程领域的一种表述方式，用在这里代表的是一种集成电路（芯片）或者说更具体地说，是构成这类芯片的一种技术及其典型应用形式。所以有“CMOS”字样的地方，基本就是在说某种特定类型的半导体器件或集成电路。

我们来谈谈CMOS在电子学里的定义。从物理层面讲，一个基本的CMOS电路单元由两个增强型MOS场效应晶体管（通常是指N沟道和P沟道MOSFET）通过不同连接方式组合而成的逻辑单元构成。这种互补的设计有什么优点呢？最大的优点之一就是静态功耗几乎可以忽略不计。因为这两个管道一个在正电压下导通（比如说输入是高电平），另一个在负电压（或者说与之相反的电压）下才能导通，常态下两个晶体管是互不影响且同时截至的，因此几乎没电能会无谓地消耗掉。这使得CMOS技术非常适合你需要长时间待机或者时候关机不行的场合。并且，这种结构也意味着CMOS门电路的输入阻抗很高，比较可以避免低电平噪声干扰，同时输出驱动能力在动态时也很强。

说起CMOS，大家脑海中除了电脑主板上的那块小芯片和电池，很容易联想到数码相机或者图像传感器。很多人分不清CMOS和CCD，这两个东西看起来好像都是感光器，一个用来拍照一个用来录像？其实呢，虽然都跟图像采集有关，但它们就是两种完全不同的技术。简单来说，CCD（电荷耦合器件）成熟期更早，老式的数码相机和摄像机常见。它的成像原理相对单一，就是把每个像素点上感应到的光子转换成电子，然后通过一系列耦合、转移（移动）的过程，最后集中起来送到读出电路处理。而CMOS则是将光电转换和信号放大读出都集成在了同一个像素单元内部，而且很多功能可以并行处理（比如读出速度更快），并且功耗更少、体积也更小、单位面积像素数量更丰富。时下绝大多数数码相机、手机摄像头，甚至是医疗影像、夜视设备的感光元件，基本都是CMOS技术的天下。CCD的好比是早期那种一步一跨的传统工作模式，而CMOS更像是一条多任务流生产线，效率更高。

电脑主板上的那个没电也没法运作的CMOS，通常指的就是嵌在主板上的一个时钟芯片或者说是CMOS存储芯片，它装有一个纽扣电池，比如说CR2032。它的主要作用是给主板的CMOS存储区域持续提供一个非常小的工作电压。这个区域里面存储了相当关键的信息，比如你进入BIOS设置界面时看到的你机器的具体规格型号、当前系统时间、以及你在每次开机之后通过BIOS界面设定的各项参数（主板参数、硬盘BIOS版本、启动顺序、外设配置等等）。这个小电池的作用就好比是信息区的一个保安，当你突然断电或者主板电源暂时消失软件的时候，这个小电池会替你撑起一段时间，让存储里面的数据不至于丢失，保证了关机/断电后有关联设置（尤其是时间）等关键数据的持久性。

最后，各位朋友可能对CMOS设置、BIOS设置、CMOS时间这些名词也非常熟悉，这里面有个紧密的关系。BIOS是计算机硬件启动时运行的第一个核心程序，它天生就带着读取并展示CMOS存储区内容的能力，并且还能提供一个交互界面来让你（用户）去修改存储在那个区域里的各项配置，所以我们才叫它“BIOS设置”，这个设置页面里的全部数据其实都是保存在CMOS里的。换个角度想，BIOS其实就是能够驱动并访问那个CMOS信息库的系统控制软件，而CMOS则只是负责看管存放这些信息的一块地方，而且这块地方是需要能源维持（依赖那个小电池）的。

所以说，CMOS就像是电脑硬件信息库里的一个特殊地形，它基于一种非常高效低耗（静态工作）的技术建起了一处重要的数据存储区域，这块区域里的数据，无论是用来问一个“现在几点”，还是用来告诉CPU“你说什么品牌型号的硬盘挂在这边slot_1”，都是建立在BIOS的管理访问以及电源（电池）持续加持基础上的。这就是一个近几年在数码和电脑领域里高频出现的词汇——CMOS，它背后紧贴着现代电子设备发展的重要技术逻辑和人群日常操作流程。