Разница между CMOS и TTL

CMOS против TTL

С появлением полупроводниковой технологии были разработаны интегральные схемы, и они нашли свое применение во всех видах технологий, связанных с электроникой. От связи до медицины, каждое устройство имеет интегральные схемы, где схемы, если они реализованы с обычными компонентами, потребляют большое пространство и энергию, построены на миниатюрной кремниевой пластине с использованием современных полупроводниковых технологий, существующих сегодня..

Все цифровые интегральные схемы реализованы с использованием логических элементов в качестве основного строительного блока. Каждый затвор построен с использованием небольших электронных элементов, таких как транзисторы, диоды и резисторы. Множество логических элементов, построенных с использованием связанных транзисторов и резисторов, все вместе называют семейством затворов TTL. Чтобы преодолеть недостатки ворот TTL, были разработаны более технологически продвинутые методологии для строительства ворот, такие как pMOS, nMOS и самый последний и популярный комплементарный металлоксидный полупроводниковый тип, или CMOS.

В интегральной схеме ворота строятся на кремниевой пластине, технически называемой подложкой. Основанные на технологии, используемой для построения затвора, интегральные микросхемы также подразделяются на семейства TTL и CMOS из-за внутренних свойств базовой конструкции затвора, таких как уровни напряжения сигнала, энергопотребление, время отклика и масштаб интеграции..

Подробнее о TTL

Джеймс Л. Буи из TRW изобрел TTL в 1961 году, и он послужил заменой логики DL и RTL, и долгое время был предпочтительной IC для измерительных приборов и компьютерных схем. Методы интеграции TTL постоянно развиваются, и современные пакеты все еще используются в специализированных приложениях..

Логические вентили TTL построены из соединенных транзисторов и резисторов с биполярным соединением, чтобы создать вентиль NAND. Низкий входной сигнал (I_L) и высокий уровень входного сигнала (I_ЧАС) имеют диапазоны напряжения 0 < I_L < 0.8 and 2.2 < I_ЧАС < 5.0 respectively. The Output Low and Output High voltage ranges are 0 < O_L < 0.4 and 2.6 < O_ЧАС < 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 среднем имеет рассеиваемую мощность 10 мВт и задержку распространения 10 нс при нагрузке 15 пФ / 400 Ом. Но энергопотребление довольно постоянное по сравнению с CMOS. TTL также имеет более высокую устойчивость к электромагнитным помехам.

Многие варианты TTL разрабатываются для специальных целей, таких как пакеты TTL с радиационной стойкостью для космических применений и TTL (LS) Шоттки с низким энергопотреблением, которые обеспечивают хорошее сочетание скорости (9,5 нс) и пониженного энергопотребления (2 мВт).

Подробнее о CMOS

В 1963 году Фрэнк Уонласс из Fairchild Semiconductor изобрел технологию CMOS. Тем не менее, первая интегральная схема CMOS не производилась до 1968 года. Фрэнк Ванласс запатентовал изобретение в 1967 году, работая в RCA, в то время.

Семейство логики CMOS стало наиболее широко используемым семейством логики благодаря его многочисленным преимуществам, таким как меньшее энергопотребление и низкий уровень шума при уровнях передачи. Все распространенные микропроцессоры, микроконтроллеры и интегральные схемы используют технологию CMOS.

КМОП логические элементы построены с использованием полевых транзисторов полевых транзисторов, а схема в основном не имеет резисторов. В результате затворы CMOS вообще не потребляют энергию в статическом состоянии, где входные сигналы остаются неизменными. Низкий входной сигнал (I_L) и высокий уровень входного сигнала (I_ЧАС) имеют диапазоны напряжения 0 < I_L < 1.5 and 3.5 < I_ЧАС < 5.0 and the Output Low and Output High voltage ranges are 0 < O_L < 0.5 and 4.95 < O_ЧАС < 5.0 respectively.

В чем разница между CMOS и TTL?

• TTL-компоненты относительно дешевле, чем эквивалентные CMOS-компоненты. Однако технология CMO имеет тенденцию быть экономичной в большем масштабе, поскольку компоненты схемы меньше и требуют меньшего регулирования по сравнению с компонентами TTL..

• Компоненты CMOS не потребляют энергию во время статического состояния, но энергопотребление увеличивается с тактовой частотой. TTL, с другой стороны, имеет постоянный уровень энергопотребления.

• Поскольку CMOS предъявляет низкие требования к току, энергопотребление ограничено, и поэтому схемы дешевле и проще в разработке для управления питанием..

• Из-за более продолжительного времени нарастания и спада цифровые сигналы в среде CMO могут быть менее дорогими и сложными.

• Компоненты CMOS более чувствительны к электромагнитным помехам, чем компоненты TTL.