Різниця між CMOS і TTL

CMOS проти TTL

З появою напівпровідникової технології були розроблені інтегральні схеми, і вони знайшли свій шлях до кожної форми технології, що стосується електроніки. Від зв'язку до медицини, кожен пристрій має інтегральні схеми, де схеми, якщо вони реалізовані зі звичайними компонентами, споживають великий простір та енергію, будуються на мініатюрній кремнієвій пластині з використанням сучасних напівпровідникових технологій, наявних сьогодні.

Всі цифрові інтегральні мікросхеми реалізовані з використанням логічних воріт як їх основного блоку. Кожен затвор побудований за допомогою невеликих електронних елементів, таких як транзистори, діоди та резистори. Набір логічних воріт, побудованих за допомогою з’єднаних транзисторів та резисторів, у сукупності відомий як сімейство затворів TTL. Щоб подолати недоліки воріт TTL, для будівництва воріт були розроблені більш технологічні методики, такі як pMOS, nMOS та найновіший та найпопулярніший напівпровідниковий тип оксиду металів, або CMOS.

У інтегральній схемі ворота побудовані на кремнієвій пластині, технічно названій підкладкою. Виходячи з технології, яка використовується для побудови воріт, ІМС також класифікуються на сімейства TTL та CMOS через властиві їм основні конструкції затворів, такі як рівень напруги сигналу, споживання електроенергії, час відгуку та масштаб інтеграції..

Більше про TTL

Джеймс Л. Buie з TRW винайшов TTL в 1961 році, і він слугував заміною логіки DL та RTL і довгий час був ІС для вибору приладів та комп'ютерних схем. Методи інтеграції TTL постійно розвиваються, а сучасні пакети все ще використовуються в спеціалізованих додатках.

Логічні ворота TTL побудовані з сполучених транзисторів та резисторів біполярного з'єднання, щоб створити ворота NAND. Вхід низький (I_L) та високий вхід (I_Н) мають діапазони напруги 0 < I_L < 0.8 and 2.2 < I_Н < 5.0 respectively. The Output Low and Output High voltage ranges are 0 < O_L < 0.4 and 2.6 < O_Н < 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.

Затвор TTL, в середньому, має розсіювання потужності 10мВт і затримку поширення 10nS при русі навантаження 15pF / 400 Ом. Але енергоспоживання досить постійне порівняно з CMOS. TTL також має більш високу стійкість до електромагнітних порушень.

Багато варіантів TTL розроблені для конкретних цілей, такі як пакети TTL, захищені випромінюванням, для космічних застосувань та малопотужний Schottky TTL (LS), що забезпечує гарну комбінацію швидкості (9,5ns) та зменшення енергоспоживання (2mW)

Більше про CMOS

У 1963 р. Френк Ванласс із напівпровідника Fairchild винайшов технологію CMOS. Однак перша інтегральна схема CMOS була випущена лише в 1968 році. Френк Ванлас запатентував винахід у 1967 році, працюючи в RCA, в той час.

Сімейство логіків CMOS стало найбільш широко використовуваним логічним сімейством завдяки своїм численним перевагам, таким як менше споживання енергії та низький рівень шуму під час рівнів передачі. Усі загальні мікропроцесори, мікроконтролери та інтегральні мікросхеми використовують технологію CMOS.

Логічні ворота CMOS побудовані з використанням транзисторів FET з польовим ефектом, і схема здебільшого позбавлена ​​резисторів. Як результат, ворота CMOS взагалі не споживають енергії під час статичного стану, коли вхідні сигнали залишаються незмінними. Вхід низький (I_L) та високий вхід (I_Н) мають діапазони напруги 0 < I_L < 1.5 and 3.5 < I_Н < 5.0 and the Output Low and Output High voltage ranges are 0 < O_L < 0.5 and 4.95 < O_Н < 5.0 respectively.

Яка різниця між CMOS і TTL?

• Компоненти TTL відносно дешевші, ніж еквівалентні компоненти CMOS. Однак технологія CMO, як правило, є економічною у більшому масштабі, оскільки компоненти схеми менші та потребують меншого регулювання порівняно з компонентами TTL.

• Компоненти CMOS не споживають енергію під час статичного стану, але споживання енергії збільшується з тактовою частотою. TTL, з іншого боку, має постійний рівень споживання електроенергії.

• Оскільки CMOS має низькі вимоги до струму, споживання електроенергії обмежене та ланцюги, отже, дешевше та простіше проектувати для управління енергією.

• Через триваліші періоди підйому та падіння цифрові сигнали в середовищі CMO можуть бути менш дорогими і складними.

• Компоненти CMOS більш чутливі до електромагнітних порушень, ніж компоненти TTL.