Forskellen Mellem CMOS Og TTL

2024 Forfatter: Mildred Bawerman | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 08:37

CMOS vs TTL

Med fremkomsten af halvlederteknologi blev der udviklet integrerede kredsløb, og de har fundet vej til enhver form for teknologi, der involverer elektronik. Fra kommunikation til medicin har hver enhed integrerede kredsløb, hvor kredsløb, hvis de implementeres med almindelige komponenter, ville forbruge stort rum og energi, er bygget på en miniaturesiliciumskive ved hjælp af avancerede halvlederteknologier, der findes i dag.

Alle de digitale integrerede kredsløb implementeres ved hjælp af logiske porte som deres grundlæggende byggesten. Hver port er konstrueret ved hjælp af små elektroniske elementer såsom transistorer, dioder og modstande. Sættet med logiske porte konstrueret ved hjælp af koblede transistorer og modstande er samlet kendt som TTL-portfamilien. For at overvinde manglerne ved TTL-porte blev mere teknologisk avancerede metoder designet til portekonstruktion, såsom pMOS, nMOS og den nyeste og populære komplementære metaloxid halvleder type eller CMOS.

I et integreret kredsløb er portene bygget på en siliciumskive, teknisk kaldet som substrat. Baseret på teknologien, der anvendes til gate-konstruktion, er IC'er også kategoriseret i familier af TTL og CMOS på grund af de iboende egenskaber ved det grundlæggende gate-design såsom signal spændingsniveauer, strømforbrug, responstid og omfanget af integration.

Mere om TTL

James L. Buie fra TRW opfandt TTL i 1961, og det fungerede som erstatning for DL- og RTL-logikken og var den valgte IC for instrumentering og computerkredsløb i lang tid. TTL-integrationsmetoder har løbende udviklet sig, og moderne pakker bruges stadig i specialiserede applikationer.

TTL-logikporte er bygget af koblede bipolære forbindelsestransistorer og modstande for at skabe en NAND-port. Input Low (I _L) og Input High (I _H) har henholdsvis spændingsområdet 0 <I _L <0,8 og 2,2 <I _H <5,0. Outputtet Lav og Output Højspændingsområder er 0 <O _L <0,4 og 2,6 <O _H <5,0 i rækkefølgen. De acceptable indgangs- og udgangsspændinger fra TTL-portene udsættes for statisk disciplin for at indføre et højere niveau af støjimmunitet i signaloverførslen.

En TTL-port har i gennemsnit en effektafledning på 10 mW og en udbredelsesforsinkelse på 10 nS, når man kører en 15pF / 400 ohm belastning. Men strømforbruget er ret konstant sammenlignet med CMOS. TTL har også en højere modstandsdygtighed over for elektromagnetiske forstyrrelser.

Mange varianter af TTL er udviklet til specifikke formål såsom strålingshærdede TTL-pakker til rumapplikationer og Schottky TTL (LS) med lav effekt, der giver en god kombination af hastighed (9,5 ns) og reduceret strømforbrug (2 mW)

Mere om CMOS

I 1963 opfandt Frank Wanlass fra Fairchild Semiconductor CMOS-teknologien. Imidlertid blev det første integrerede CMOS-kredsløb først produceret i 1968. Frank Wanlass patenterede opfindelsen i 1967, mens han arbejdede på RCA på det tidspunkt.

CMOS-logikfamilien er blevet den mest anvendte logikfamilie på grund af dens mange fordele såsom mindre strømforbrug og lavt støjniveau under transmissionsniveauer. Alle de almindelige mikroprocessorer, mikrokontroller og integrerede kredsløb bruger CMOS-teknologi.

CMOS-logiske porte er konstrueret ved hjælp af felt-effekt-transistorer FET'er, og kredsløbet er for det meste blottet for modstande. Som et resultat forbruger CMOS-porte slet ingen strøm under den statiske tilstand, hvor signalindgangene forbliver uændrede. Input Low (I _L) og Input High (I _H) har spændingsområder 0 <I _L <1,5 og 3,5 <I _H <5,0 og Output Low og Output Højspændingsområder er 0 <O _L <0,5 og 4,95 <O _H <5,0 henholdsvis.

Hvad er forskellen mellem CMOS og TTL?

• TTL-komponenter er relativt billigere end de tilsvarende CMOS-komponenter. CMO-teknologi har imidlertid tendens til at være økonomisk i større skala, da kredsløbskomponenterne er mindre og kræver mindre regulering sammenlignet med TTL-komponenterne.

• CMOS-komponenter forbruger ikke strøm i statisk tilstand, men strømforbruget stiger med uret. TTL har derimod et konstant strømforbrugsniveau.

• Da CMOS har lave nuværende krav, er strømforbruget begrænset, og kredsløbene derfor billigere og lettere at være designet til strømstyring.

• På grund af længere stigningstider kan digitale signaler i CMO-miljøer være billigere og komplicerede.

• CMOS-komponenter er mere følsomme over for elektromagnetiske forstyrrelser end TTL-komponenter.