CMOS vs TTL
Med tillkomsten av halvledarteknik utvecklades integrerade kretsar och de har hittat vägen till alla former av teknik som involverar elektronik. Från kommunikation till medicin har varje enhet integrerade kretsar, där kretsar, om de implementeras med vanliga komponenter skulle konsumera stort utrymme och energi, är byggda på en miniatyrkiselskiva med avancerade halvledartekniker som finns idag.
Alla digitala integrerade kretsar implementeras med hjälp av logiska grindar som deras grundläggande byggsten. Varje grind är konstruerad med små elektroniska element som transistorer, dioder och motstånd. Uppsättningen av logiska grindar konstruerade med kopplade transistorer och motstånd är kollektivt kända som TTL-grindfamiljen. För att övervinna bristerna i TTL-grindar designades mer tekniskt avancerade metoder för grindkonstruktion, såsom pMOS, nMOS och den senaste och populära kompletterande metalloxid halvledartypen, eller CMOS.
I en integrerad krets är grindarna byggda på en kiselskiva, tekniskt kallad som substrat. Baserat på tekniken som används för grindkonstruktion, klassificeras IC: er också i familjer av TTL och CMOS, på grund av de inneboende egenskaperna hos den grundläggande grinddesignen, såsom signalspänningsnivåer, strömförbrukning, responstid och integrationsskala.
Mer om TTL
James L. Buie från TRW uppfann TTL 1961, och det fungerade som en ersättning för DL- och RTL-logiken, och var IC: s val för instrumentering och datorkretsar under lång tid. TTL-integrationsmetoder har kontinuerligt utvecklats och moderna paket används fortfarande i specialiserade applikationer.
TTL-logikgrindar är byggda av kopplade bipolära korsningstransistorer och motstånd för att skapa en NAND-grind. Input Low (I L) och Input High (I H) har spänningsområden 0 <I L <0,8 respektive 2,2 <I H <5,0. Utgången Låg och Utgång Hög spänningsområden är 0 <O L <0,4 och 2,6 <O H <5,0 i ordningen. De acceptabla ingångs- och utspänningarna för TTL-grindarna utsätts för statisk disciplin för att införa en högre nivå av bullerimmunitet i signalöverföringen.
En TTL-grind har i genomsnitt en effektavledning på 10mW och en fördröjningsfördröjning på 10nS när man kör en 15pF / 400 ohm belastning. Men strömförbrukningen är ganska konstant jämfört med CMOS. TTL har också ett högre motstånd mot elektromagnetiska störningar.
Många varianter av TTL är utvecklade för specifika ändamål, såsom strålningshärdade TTL-paket för rymdapplikationer och Schottky TTL (LS) med låg effekt som ger en bra kombination av hastighet (9,5 ns) och minskad energiförbrukning (2 mW)
Mer om CMOS
1963 uppfann Frank Wanlass från Fairchild Semiconductor CMOS-tekniken. Den första CMOS-integrerade kretsen producerades dock inte förrän 1968. Frank Wanlass patenterade uppfinningen 1967 när han arbetade vid RCA, vid den tiden.
CMOS-logikfamiljen har blivit de mest använda logikfamiljerna på grund av dess många fördelar såsom mindre strömförbrukning och lågt brus under överföringsnivåer. Alla vanliga mikroprocessorer, mikrokontroller och integrerade kretsar använder CMOS-teknik.
CMOS-logikgrindar är konstruerade med användning av fälteffekttransistorer FET, och kretsarna saknar mest motstånd. Som ett resultat förbrukar inte CMOS-grindar någon effekt alls under det statiska tillståndet, där signalingångarna förblir oförändrade. Input Low (I L) och Input High (I H) har spänningsområden 0 <I L <1,5 och 3,5 <I H <5,0 och Output Low och Output Högspänningsområden är 0 <O L <0,5 och 4,95 <O H <5,0 respektive.
Vad är skillnaden mellan CMOS och TTL?
• TTL-komponenter är relativt billigare än motsvarande CMOS-komponenter. CMO-teknik tenderar emellertid att vara ekonomisk i större skala eftersom kretskomponenterna är mindre och kräver mindre reglering jämfört med TTL-komponenterna.
• CMOS-komponenter förbrukar inte ström under det statiska tillståndet, men strömförbrukningen ökar med klockfrekvensen. TTL har å andra sidan en konstant energiförbrukningsnivå.
• Eftersom CMOS har låga strömkrav är strömförbrukningen begränsad och kretsarna därför billigare och lättare att utformas för energihantering.
• På grund av längre uppgångs- och falltider kan digitala signaler i CMO-miljöer vara billigare och komplicerade.
• CMOS-komponenter är känsligare för elektromagnetiska störningar än TTL-komponenter.
