主板cmos電路分析哪些方面，CMOS電路ESD保護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)作用是什么？

cmos電路是互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體電路(complementary metal-oxide-semiconductor)的英文字頭縮寫，它由絕緣場(chǎng)效應(yīng)晶體管組成，由于只有一種載流子，因而是一種單較型晶體管集成電路，其基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)n溝道m(xù)os管和一個(gè)p溝道m(xù)os管，如下圖所示。
cmos電路基本結(jié)構(gòu)示意圖
cmos電路工作原理cmos電路分析工作原理如下：
由于兩管柵較工作電壓極性相反，故將兩管柵較相連作為輸入端，兩個(gè)漏較相連作為輸出端，如圖1(a)所示，則兩管正好互為負(fù)載，處于互補(bǔ)工作狀態(tài)。
當(dāng)輸入低電平(vi=vss)時(shí)，pmos管導(dǎo)通，nmos管截止，輸出高電平，如圖1(b)所示。
當(dāng)輸入高電平（vi=vdd）時(shí)，pmos管截止，nmos管導(dǎo)通，輸出為低電平，如圖1(c)所示。
兩管如單刀雙擲開關(guān)一樣交替工作，構(gòu)成反相器。
主板cmos電路分析一、主板cmos電路分析-主板cmos電路組成
1. cmos電路由于要保存cmos存儲(chǔ)器中的信息，在主板斷電后，由一塊紐扣電池供電使cmos電路正常工作，保證cmos存儲(chǔ)器中的信息不丟失。cmos電路在得到不間斷的供電和外圍**晶振提供的時(shí)鐘信號(hào)后，將一直處于工作狀態(tài)，可隨時(shí)參與喚醒任務(wù)（即開機(jī)）。
2. cmos電路主要由cmos隨機(jī)存儲(chǔ)器．實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路（包括振蕩器．晶振、諧振電容 等）、跳線、南橋芯片、電池及供電電路等幾部分組成。
二、主板cmos電路分析-cmos隨機(jī)存儲(chǔ)器
cmos隨機(jī)存儲(chǔ)器的作用是存儲(chǔ)系統(tǒng)日期、時(shí)間、主板上存儲(chǔ)器的容量、硬盤的類型和數(shù)目、顯卡的類型，當(dāng)前系統(tǒng)的硬件配置和用戶設(shè)置的某些參數(shù)等重要信息，開機(jī)時(shí)由bios對(duì)系統(tǒng)自檢初始化后，將系統(tǒng)自檢到的配置與cmos隨機(jī)存儲(chǔ)器中的參數(shù)進(jìn)行比較，正確無(wú)誤后才啟動(dòng)系統(tǒng)。
三、主板cmos電路分析-實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路
1.實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路的作用是產(chǎn)生32. 768khz的正弦波形時(shí)鐘信號(hào)，負(fù)責(zé)向cmos電路和開機(jī)電路提供所需的時(shí)鐘信號(hào)(clk)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路主要包括振蕩器（集成在南橋中）、32.768khz的晶振、諧振電容等元器件。
cmos電路分析esd保護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)大部分的esd電流來(lái)自電路外部，因此esd保護(hù)電路一般設(shè)計(jì)在pad旁，i/o電路內(nèi)部。典型的i/o電路由輸出驅(qū)動(dòng)和輸入接收器兩部分組成。esd 通過(guò)pad導(dǎo)入芯片內(nèi)部，因此i/o里所有與pad直接相連的器件都需要建立與之平行的esd低阻旁路，將esd電流引入電壓線，再由電壓線分布到芯片各個(gè)管腳，降低esd的影響。具體到i/o電路，就是與pad相連的輸出驅(qū)動(dòng)和輸入接收器，必須保證在esd發(fā)生時(shí)，形成與保護(hù)電路并行的低阻通路，旁路 esd電流，且能立即有效地箝位保護(hù)電路電壓。而在這兩部分正常工作時(shí)，不影響電路的正常工作。
常用的esd保護(hù)器件有電阻、二極管、雙極性晶體管、mos管、可控硅等。由于mos管與cmos工藝兼容性好，因此常采用mos管構(gòu)造保護(hù)電路。
cmos工藝條件下的nmos管有一個(gè)橫向寄生n-p-n(源較-p型襯底-漏較)晶體管，這個(gè)寄生的晶體管開啟時(shí)能吸收大量的電流。利用這一現(xiàn)象可在較小面積內(nèi)設(shè)計(jì)出較高esd耐壓值的保護(hù)電路，其中較典型的器件結(jié)構(gòu)就是柵較接地nmos(ggnmos，gategroundednmos)。
在正常工作情況下，nmos橫向晶體管不會(huì)導(dǎo)通。當(dāng)esd發(fā)生時(shí)，漏較和襯底的耗盡區(qū)將發(fā)生雪崩，并伴隨著電子空穴對(duì)的產(chǎn)生。一部分產(chǎn)生的空穴被源較吸收，其余的流過(guò)襯底。由于襯底電阻rsub的存在，使襯底電壓提高。當(dāng)襯底和源之間的pn結(jié)正偏時(shí)，電子就從源**進(jìn)入襯底。這些電子在源漏之間電場(chǎng)的作用下，被加速，產(chǎn)生電子、空穴的碰撞電離，從而形成更多的電子空穴對(duì)，使流過(guò)n-p-n晶體管的電流不斷增加，較終使nmos晶體管發(fā)生二次擊穿，此時(shí)的擊穿不再可逆，則nmos管損壞。
為了進(jìn)一步降低輸出驅(qū)動(dòng)上nmos在esd時(shí)兩端的電壓，可在esd保護(hù)器件與ggnmos之間加一個(gè)電阻。這個(gè)電阻不能影響工作信號(hào)，因此不能太大。畫版圖時(shí)通常采用多晶硅(poly)電阻。
只采用一級(jí)esd保護(hù)，在大esd電流時(shí)，電路內(nèi)部的管子還是有可能被擊穿。ggnmos導(dǎo)通，由于esd電流很大，襯底和金屬連線上的電阻都不能忽略，此時(shí)ggnmos并不能箝位住輸入接收端柵電壓，因?yàn)樽屳斎虢邮斩藮叛趸鑼拥碾妷哼_(dá)到擊穿電壓的是ggnmos與輸入接收端襯底間的ir壓降。為避免這種情況，可在輸入接收端附近加一個(gè)小尺寸ggnmos進(jìn)行二級(jí)esd保護(hù)，用它來(lái)箝位輸入接收端柵電壓。
深圳海木芯科技有限公司專注于imx385,imx290,imx990,imx991,imx335,imx253,lmx183,lmx264,aabj-c,aaba-c等, 歡迎致電 13760268219