Ständig unter Strom

Was ist CMOS?

| Autor / Redakteur: Otto Geißler / Ulrike Ostler

Der Begriff CMOS-RAM oder CMOS-SRAM (static RAM) verweist in der Computertechnik auf einen batteriegepufferten SRAM in CMOS-Technik, indem beispielsweise BIOS- bzw. UEFI-Parameter gespeichert werden.
Der Begriff CMOS-RAM oder CMOS-SRAM (static RAM) verweist in der Computertechnik auf einen batteriegepufferten SRAM in CMOS-Technik, indem beispielsweise BIOS- bzw. UEFI-Parameter gespeichert werden. (Bild: © djama - stock.adob.com)

Ein CMOS-Speicher (Complementary Metal Oxid Semiconductor) ist ein statischer RAM-Baustein (RAM = Random Access Memory) mit vielen Halbleitern auf kleinem Raum und geringem Stromverbrauch.

CMOS benennt ein hochwertiges Halbleiterelement, das aus einem leitfähigen Metall- und einem Oxidanteil besteht. Im Bereich der Halbleiterbauteile hat sich die CMOS-Technologie zu einem wichtigen Element für IT-Systeme etabliert und ist daher fast in jedem Computer verbaut.

Aufgabe des Halbleiters

Die Funktion des CMOS besteht darin, sowohl digitale als auch analoge Daten zu übertragen, zu speichern und zu verarbeiten. CMOS eignet sich vor allem zur Integration in Mikroschaltkreisen. Dabei dient CMOS als Speicherbasis für Daten, die zur Konfiguration eines Computersystems erforderlich werden.

CMOS zählt zu den so genannten langsamen Speicherbausteinen und wird daher von manchen Betriebssystemen nicht direkt beschrieben. Diese legen dagegen ihre Konfigurations-Parameter und die Informationsinhalte des CMOS über einen Memory Shadow als Kopie im RAM ab.

Die Bauelemente von CMOS

Der CMOS wird zur Herstellung von Mikrotransistoren genutzt. Für die CMOS-Technologie haben sich verschiedene Bauelemente durch ihren Einsatz bewährt. CMOS selbst ist ein nur wenige Millimeter großer Feldeffekt-Transistor.

  • Der HCT-CMOS beruht auf der Gleichschaltung einer so genannten CMOS-Transistor-Struktur an verschiedene Höhen der Eingangsspannung, die bei einer TTL-Schaltung zu beobachten sind.
  • Das Bi-CMOS-Bauteil basiert auf einer ähnlichen Funktionsweise von Feldeffekt-Transistoren zusammen mit Bipolar-Transistoren.

Im Allgemeinen bieten alle CMOS-Typen eine Integration mehrere Kanäle auf einem Chip. Darüber hinaus bietet CMOS einen erstaunlich niedrigen Energieverbrauch und ist langlebig.

Kennzeichen des CMOS

CMOS wird in Kombination mit einem Motherboard oder einem Rechner meist als BIOS-CMOS (in moderneren Rechnern statt BIOS auch UEFI) benannt. Wird ein Rechner vom Netz getrennt, dann schaltet sich auch die Stromzufuhr zum Motherboard ab. Damit müssten alle nicht auf einem Speichermedium befindlichen Daten gelöscht werden.

Doch bei CMOS ist das nicht so. Denn CMOS kann unabhängig von der Stromversorgung systemrelevante Daten speichern. Zum Beispiel speichert CMOS das Passwort, das Anwender beim Login eingeben.

Unter Strom

Dafür benötigt CMOS-RAM eine eigene Stromzufuhr, die im Rechner mit einem eigenständigen Akku oder meist einer Batterie integriert ist, normalerweise eine CR2032-Lithiumbatterie, die üblicherweise zwischen zwei und zehn Jahren hält. Höhere Temperaturen sowie längere Zeiten, in denen der Rechner vom Stromnetz getrennt ist, verkürzen Batterielebensdauer.

Auf diese Weise lassen sich - trotz Stromunterbrechung - systemrelevante Daten bewahren. Wenn der CMOS-RAM durch das Unterbrechen des Kontaktes zwischen Computer und Batterie von der Energiezufuhr abgeschnitten ist, werden in der Regel das Passwort sowie alle im CMOS gespeicherten Konfigurationsdaten nach einer vorgegebenen Zeit von selbst gelöscht.

Bei einem Batteriewechsel kann also die Systemzeit und das CMOS-RAM zurückgesetzt werden. Daher sollte die Batterie immer bei eingeschaltetem Netzteil - aber ausgeschaltetem Computer gewechselt werden.

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