Разлика между CMOS и TTL

CMOS срещу TTL

С навлизането на полупроводниковата технология са разработени интегрални схеми и те са намерили своя път към всяка форма на технология, включваща електроника. От комуникация до медицина, всяко устройство има интегрални схеми, където схемите, ако се реализират с обикновени компоненти, ще консумират голямо пространство и енергия, се изграждат върху миниатюрна силициева вафла, използвайки съвременни полупроводникови технологии, присъстващи днес.

Всички цифрови интегрални схеми са реализирани с помощта на логически порти като основен градивен елемент. Всяка порта е конструирана с помощта на малки електронни елементи като транзистори, диоди и резистори. Наборът от логически порти, конструирани с помощта на свързани транзистори и резистори, са общо известни като фамилията TTL gate. За да се преодолеят недостатъците на портите TTL, за изграждането на портите бяха проектирани по-модерни методологии, като pMOS, nMOS и най-новите и популярни допълнителни полупроводникови метални оксиди, или CMOS.

В интегрална схема портите са изградени върху силиконова пластинка, технически наречена като субстрат. Въз основа на технологията, използвана за изграждане на порта, ИС също са категоризирани в семейства на TTL и CMOS, поради присъщите свойства на основния дизайн на портата като нива на напрежение на сигнала, консумация на енергия, време на реакция и мащаб на интеграция.

Повече за TTL

Джеймс Л. Buie от TRW изобретява TTL през 1961 г. и той служи като заместител на логиката DL и RTL и дълго време е избран за интегрални и компютърни схеми. Методите за интеграция на TTL се развиват непрекъснато и съвременните пакети все още се използват в специализирани приложения.

Логичните порти на TTL са изградени от свързани биполярни съединителни транзистори и резистори, за да се създаде порта NAND. Нисък вход (I_L) и висок вход (I_Н) имат диапазони на напрежението 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.

Средно TTL портата има разсейване на мощността от 10mW и забавяне на разпространението от 10nS, когато управлява товар от 15pF / 400 ома. Но консумацията на енергия е доста постоянна в сравнение с CMOS. TTL също има по-висока устойчивост на електромагнитни смущения.

Много варианти на TTL са разработени за специфични цели, като TTL пакети с радиационно усилване за космически приложения и Schottky TTL (LS) с ниска мощност, които осигуряват добра комбинация от скорост (9,5ns) и намалена консумация на енергия (2mW)

Повече за CMOS

През 1963 г. Франк Ванлас от Fairchild Semiconductor изобретява CMOS технологията. Първата интегрална схема CMOS обаче е произведена чак през 1968 г. Франк Уанлас патентова изобретението през 1967 г., докато по това време работи в RCA.

CMOS логическото семейство се е превърнало в най-широко използваните логически семейства поради многобройните си предимства като по-малко консумация на енергия и нисък шум по време на нивата на предаване. Всички обикновени микропроцесори, микроконтролери и интегрални схеми използват CMOS технология.

CMOS логическите порти са конструирани с използване на полеви транзистори FETs, а схемата е предимно лишена от резистори. В резултат CMOS портите не консумират никаква мощност по време на статично състояние, където входните сигнали остават непроменени. Нисък вход (I_L) и висок вход (I_Н) имат диапазони на напрежението 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.

Каква е разликата между CMOS и TTL?

• TTL компонентите са сравнително по-евтини от еквивалентните CMOS компоненти. Технологията на CMO обаче е по-икономична в по-голям мащаб, тъй като компонентите на веригата са по-малки и изискват по-малко регулиране в сравнение с TTL компонентите.

• CMOS компонентите не консумират енергия по време на статично състояние, но консумацията на енергия се увеличава с тактовата честота. TTL, от друга страна, има постоянно ниво на консумация на енергия.

• Тъй като CMOS има ниски изисквания за ток, консумацията на енергия е ограничена и веригите, следователно, по-евтини и по-лесни за проектиране за управление на мощността.

• Поради по-дългите времена на покачване и падане, цифровите сигнали в СМО среда могат да бъдат по-малко скъпи и сложни.

• CMOS компонентите са по-чувствителни към електромагнитни смущения от TTL компонентите.