Rozdíl mezi CMOS a TTL

CMOS vs TTL

S příchodem polovodičové technologie byly vyvinuty integrované obvody a našly si cestu ke všem formám technologie zahrnující elektroniku. Od komunikace k medicíně má každé zařízení integrované obvody, kde obvody, pokud jsou implementovány s běžnými součástmi, které by spotřebovaly velký prostor a energii, jsou postaveny na miniaturním křemíkovém destičce s využitím pokročilých polovodičových technologií, které jsou dnes přítomny.

Všechny digitální integrované obvody jsou implementovány pomocí logických bran jako jejich základního stavebního bloku. Každá brána je konstruována pomocí malých elektronických prvků, jako jsou tranzistory, diody a rezistory. Soubor logických bran konstruovaných pomocí spřažených tranzistorů a rezistorů se souhrnně označuje jako rodina hradel TTL. Aby se překonaly nedostatky TTL bran, byly pro konstrukci bran navrženy technologicky vyspělejší metodiky, jako jsou pMOS, nMOS a nejnovější a populární komplementární polovodičový oxid kovu nebo CMOS.

V integrovaném obvodu jsou brány postaveny na křemíkovém plátu, technicky nazývaném jako substrát. Na základě technologie používané pro konstrukci hradel jsou IO také roztříděny do rodin TTL a CMOS, vzhledem k vlastnostem základní konstrukce brány, jako jsou úrovně signálního napětí, spotřeba energie, doba odezvy a rozsah integrace.

Více o TTL

James L. Buie z TRW vynalezl TTL v roce 1961 a sloužil jako náhrada za logiku DL a RTL a dlouhou dobu byl IC pro instrumentaci a počítačové obvody. Metody integrace TTL se neustále vyvíjejí a moderní balíčky se stále používají ve specializovaných aplikacích.

Logické brány TTL jsou vyrobeny ze spojených tranzistorů a rezistorů s bipolárními spoji, aby vytvořily bránu NAND. Nízký vstup (I_L) a vysoký vstup (I_H) mají rozsahy napětí 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 má v průměru při rozpětí zátěže 15pF / 400 ohmů rozptyl výkonu 10 mW a zpoždění šíření 10nS. Ve srovnání s CMOS je však spotřeba energie poměrně konstantní. TTL má také vyšší odolnost proti elektromagnetickým poruchám.

Mnoho variant TTL je vyvinuto pro specifické účely, jako jsou radiačně kalené TTL balíčky pro kosmické aplikace a Low-power Schottky TTL (LS), které poskytují dobrou kombinaci rychlosti (9,5ns) a snížené spotřeby (2mW).

Více o CMOS

V roce 1963 vynalezl Frank Wanlass z Fairchild Semiconductor technologii CMOS. První integrovaný obvod CMOS však nebyl vyroben až v roce 1968. Frank Wanlass patentoval vynález v roce 1967 při práci v RCA, v té době.

Logická rodina CMOS se stala nejrozšířenějšími logickými rodinami díky svým četným výhodám, jako je menší spotřeba energie a nízká hlučnost během přenosových úrovní. Všechny běžné mikroprocesory, mikrokontroléry a integrované obvody používají technologii CMOS.

Logické brány CMOS jsou konstruovány pomocí tranzistorů FET s efektem pole a obvody většinou neobsahují odpory. V důsledku toho brány CMOS během statického stavu, kdy signálové vstupy zůstávají nezměněny, spotřebovávají vůbec žádnou energii. Nízký vstup (I_L) a vysoký vstup (I_H) mají rozsahy napětí 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.

Jaký je rozdíl mezi CMOS a TTL?

• TTL komponenty jsou relativně levnější než ekvivalentní CMOS komponenty. Technologie CMO však bývá ve větším měřítku ekonomická, protože součásti obvodu jsou menší a vyžadují méně regulace ve srovnání s komponenty TTL..

• Komponenty CMOS nespotřebovávají energii během statického stavu, ale spotřeba energie se zvyšuje s taktovací frekvencí. Na druhé straně TTL má konstantní úroveň spotřeby energie.

• Protože CMOS má nízké současné požadavky, je spotřeba energie omezená a obvody jsou proto levnější a snadněji konstruovatelné pro správu napájení.

• Kvůli delší době náběhu a pádu mohou být digitální signály v prostředí CMO levnější a komplikovanější.

• Komponenty CMOS jsou citlivější na elektromagnetické poruchy než součásti TTL.