Diferența Dintre CMOS și TTL

2024 Autor: Mildred Bawerman | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 08:41

CMOS vs TTL

Odată cu apariția tehnologiei semiconductoarelor, au fost dezvoltate circuite integrate și și-au găsit drumul către fiecare formă de tehnologie care implică electronică. De la comunicare la medicină, fiecare dispozitiv are circuite integrate, în care circuitele, dacă sunt implementate cu componente obișnuite ar consuma spațiu și energie mare, sunt construite pe o placă miniaturală de siliciu folosind tehnologii avansate de semiconductori prezente astăzi.

Toate circuitele integrate digitale sunt implementate folosind porțile logice ca element de bază fundamental. Fiecare poartă este construită folosind elemente electronice mici, cum ar fi tranzistoare, diode și rezistențe. Setul de porți logice construite folosind tranzistoare și rezistențe cuplate sunt cunoscute în mod colectiv sub numele de familie de porți TTL. Pentru a depăși deficiențele porților TTL, au fost concepute metodologii avansate tehnologic pentru construcția porților, cum ar fi pMOS, nMOS și cel mai recent și popular tip de semiconductor de oxid de metal complementar sau CMOS.

Într-un circuit integrat, porțile sunt construite pe o placă de siliciu, numită tehnic substrat. Pe baza tehnologiei utilizate pentru construcția de porți, IC-urile sunt, de asemenea, clasificate în familii de TTL și CMOS, datorită proprietăților inerente ale designului fundamental al porții, cum ar fi nivelurile de tensiune a semnalului, consumul de energie, timpul de răspuns și scala de integrare.

Mai multe despre TTL

James L. Buie de la TRW a inventat TTL în 1961 și a servit ca înlocuitor pentru logica DL și RTL și a fost IC de alegere pentru instrumentare și circuite de computer pentru o lungă perioadă de timp. Metodele de integrare TTL s-au dezvoltat continuu, iar pachetele moderne sunt încă utilizate în aplicații specializate.

Porțile logice TTL sunt construite din tranzistoare și rezistențe de joncțiune bipolare cuplate, pentru a crea o poartă NAND. Input Low (I _L) și Input High (I _H) au valori de tensiune 0 <I _L <0,8 și respectiv 2,2 <I _H <5,0. Gama de tensiune de ieșire scăzută și de ieșire ridicată este de 0 <O _L <0.4 și 2.6 <O _H <5.0 în ordine. Tensiunile de intrare și ieșire acceptabile ale porților TTL sunt supuse disciplinei statice pentru a introduce un nivel mai ridicat de imunitate la zgomot în transmisia semnalului.

O poartă TTL, în medie, are o disipare a puterii de 10mW și o întârziere de propagare de 10nS, atunci când conduceți o sarcină de 15pF / 400 ohmi. Dar consumul de energie este destul de constant în comparație cu CMOS. TTL are, de asemenea, o rezistență mai mare la întreruperile electromagnetice.

Multe variante de TTL sunt dezvoltate în scopuri specifice, cum ar fi pachetele TTL întărite la radiații pentru aplicații spațiale și Schottky TTL (LS) de mică putere, care oferă o combinație bună de viteză (9,5ns) și consum redus de energie (2mW)

Mai multe despre CMOS

În 1963, Frank Wanlass de la Fairchild Semiconductor a inventat tehnologia CMOS. Cu toate acestea, primul circuit integrat CMOS nu a fost produs până în 1968. Frank Wanlass a brevetat invenția în 1967 în timp ce lucra la RCA, la acel moment.

Familia logică CMOS a devenit cea mai utilizată familie logică datorită numeroaselor sale avantaje, cum ar fi consumul redus de energie și zgomotul redus în timpul nivelurilor de transmisie. Toate microprocesoarele, microcontrolerele și circuitele integrate obișnuite utilizează tehnologia CMOS.

Porțile logice CMOS sunt construite folosind tranzistoarele cu efect de câmp FET, iar circuitele sunt în mare parte lipsite de rezistențe. Ca urmare, porțile CMOS nu consumă deloc energie în timpul stării statice, unde intrările de semnal rămân neschimbate. Intrarea scăzută (I _L) și Intrarea ridicată (I _H) au domenii de tensiune 0 <I _L <1,5 și 3,5 <I _H <5,0, iar intervalele de tensiune scăzută și de ieșire ridicată sunt 0 <O _L <0,5 și 4,95 <O _H <5,0 respectiv.

Care este diferența dintre CMOS și TTL?

• Componentele TTL sunt relativ mai ieftine decât componentele CMOS echivalente. Cu toate acestea, tehnologia CMO-urilor tinde să fie economică la o scară mai mare, deoarece componentele circuitului sunt mai mici și necesită o reglementare mai mică în comparație cu componentele TTL.

• Componentele CMOS nu consumă energie în timpul stării statice, dar consumul de energie crește odată cu rata de ceas. TTL, pe de altă parte, are un nivel de consum constant de energie.

• Deoarece CMOS are cerințe de curent reduse, consumul de energie este limitat, iar circuitele, prin urmare, sunt mai ieftine și mai ușor de proiectat pentru gestionarea energiei.

• Datorită timpilor mai mari de creștere și cădere, semnalele digitale din mediul CMO pot fi mai puțin costisitoare și mai complicate.

• Componentele CMOS sunt mai sensibile la întreruperile electromagnetice decât componentele TTL.