Razlika med CMOS in TTL

CMOS proti TTL

S pojavom polprevodniške tehnologije so se razvila integrirana vezja in našla pot do vseh oblik tehnologije, ki vključujejo elektroniko. Od komunikacije do medicine ima vsaka naprava integrirana vezja, kjer bi vezja, če bi bila izvedena z običajnimi komponentami, porabila veliko prostora in energije, zgrajena na miniaturni silikonski rezini z uporabo naprednih polprevodniških tehnologij, ki so danes prisotne.

Vsa digitalna integrirana vezja so izvedena z uporabo logičnih vrat kot njihovega temeljnega gradnika. Vsaka vrata so izdelana z uporabo majhnih elektronskih elementov, kot so tranzistorji, diode in upori. Nabor logičnih vrat, zgrajenih z uporabo sklopljenih tranzistorjev in uporov, so skupno znani kot TTL družina vrat. Da bi odpravili pomanjkljivosti vrat TTL, so bile za gradnjo vrat zasnovane tehnološko naprednejše metodologije, kot so pMOS, nMOS in najnovejši in najbolj priljubljeni polprevodniški kovinski oksid tipa CMOS ali CMOS.

V integriranem vezju so vrata zgrajena na silikonski rezini, tehnično imenovani kot substrat. Glede na tehnologijo, ki se uporablja za gradnjo zapornic, so IC-ji razvrščeni tudi v družine TTL in CMOS zaradi lastnih lastnosti temeljne zasnove vrat, kot so ravni napetosti signala, poraba energije, odzivni čas in obseg integracije.

Več o TTL

James L. Buie iz podjetja TRW je izumil TTL leta 1961, ta pa je služil kot nadomestilo za logiko DL in RTL in je bil dolgo časa izbirno mesto za instrumentacijsko in računalniško vezje. Metode integracije TTL se nenehno razvijajo, sodobni paketi pa se še vedno uporabljajo v specializiranih aplikacijah.

Logična vrata TTL so zgrajena iz sklopnih bipolarnih priključnih tranzistorjev in uporov, da ustvarijo vrata NAND. Vnos nizek (I_L) in vhodno veliko (I_H) imajo območje napetosti 0 < I_L < 0.8 and 2.2 < I_H < 5.0 respectively. The Output Low and Output High voltage ranges are 0 < O_L < 0.4 and 2.6 < O_H < 5.0 in the order. The acceptable input and output voltages of the TTL gates are subjected to static discipline to introduce a higher level of noise immunity in the signal transmission.

Vrata TTL imajo v povprečju odmik moči 10mW in širjenje zakasnitve 10nS pri vožnji bremena 15pF / 400 ohm. Toda poraba energije je v primerjavi s CMOS precej konstantna. TTL ima tudi večjo odpornost proti elektromagnetnim motnjam.

Številne različice TTL so razvite za posebne namene, kot so TTL paketi s sevanjem, namenjeni vesoljskim aplikacijam, in Schottky TTL (LS) z majhno močjo, ki zagotavlja dobro kombinacijo hitrosti (9,5ns) in zmanjšano porabo energije (2mW)

Več o CMOS-u

Leta 1963 je Frank Wanlass iz podjetja Fairchild Semiconductor izumil tehnologijo CMOS. Vendar je prvo integrirano vezje CMOS nastalo šele leta 1968. Frank Wanlass je izum patentiral leta 1967, ko je takrat delal na RCA.

Logična družina CMOS je zaradi številnih prednosti, kot sta manjša poraba energije in nizka raven hrupa med prenosnimi nivoji, postala najbolj razširjena logična družina. Vsi običajni mikroprocesorji, mikrokontrolerji in integrirana vezja uporabljajo CMOS tehnologijo.

Logična vrata CMOS so zgrajena s pomočjo poljskih tranzistorjev FET, vezje pa je večinoma brez uporov. Posledično vrata CMOS v statičnem stanju sploh ne porabijo nobene moči, kjer signalni vhodi ostanejo nespremenjeni. Vnos nizek (I_L) in vhodno veliko (I_H) imajo območje napetosti 0 < I_L < 1.5 and 3.5 < I_H < 5.0 and the Output Low and Output High voltage ranges are 0 < O_L < 0.5 and 4.95 < O_H < 5.0 respectively.

Kakšna je razlika med CMOS in TTL?

• TTL komponente so relativno cenejše od enakovrednih CMOS komponent. Vendar je tehnologija CMO ponavadi ekonomična v večjem obsegu, saj so komponente vezja manjše in zahteva manj regulacije v primerjavi s komponentami TTL.

• Komponente CMOS v statičnem stanju ne porabijo energije, poraba energije pa narašča s taktom. TTL ima na drugi strani konstantno raven porabe energije.

• Ker imajo CMOS nizke zahteve za tok, je poraba energije omejena in tokokrogi, zato je cenejše in lažje zasnovano za upravljanje z energijo.

• Zaradi daljšega časa vzpona in padcev so lahko digitalni signali v okolju skupne ureditve trga cenejši in zapleteni.

• Komponente CMOS so bolj občutljive na elektromagnetne motnje kot komponente TTL.