Verschil tussen CMOS en TTL

CMOS versus TTL

Met de opkomst van de halfgeleidertechnologie werden geïntegreerde schakelingen ontwikkeld en deze hebben zijn weg gevonden naar elke vorm van technologie met elektronica. Van communicatie tot geneeskunde, elk apparaat heeft geïntegreerde circuits, waar circuits, indien geïmplementeerd met gewone componenten veel ruimte en energie zouden verbruiken, zijn gebouwd op een miniatuur siliciumwafer met behulp van geavanceerde halfgeleidertechnologieën die vandaag de dag aanwezig zijn.

Alle digitale geïntegreerde schakelingen worden geïmplementeerd met behulp van logische poorten als hun fundamentele bouwsteen. Elke poort is opgebouwd uit kleine elektronische elementen zoals transistors, diodes en weerstanden. Het stel logische poorten geconstrueerd met behulp van gekoppelde transistors en weerstanden zijn gezamenlijk bekend als TTL-poortfamilie. Om de tekortkomingen van TTL-poorten te verhelpen, werden er meer technologisch geavanceerde methodologieën ontworpen voor de constructie van poorten, zoals pMOS, nMOS en het meest recente en populaire complementaire metaaloxide-halfgeleidertype, of CMOS.

In een geïntegreerde schakeling worden de poorten gebouwd op een siliciumwafel, technisch genoemd als substraat. Op basis van de technologie die wordt gebruikt voor poortconstructie, worden IC's ook ingedeeld in families van TTL en CMOS, vanwege de inherente eigenschappen van het fundamentele poortontwerp, zoals signaalspanningsniveaus, energieverbruik, responstijd en de schaal van integratie.

Meer over TTL

James L. Buie van TRW vond TTL uit in 1961 en diende als vervanging voor de DL- en RTL-logica en was lange tijd de IC voor de keuze van instrumentatie en computercircuits. TTL-integratiemethoden zijn voortdurend in ontwikkeling en moderne pakketten worden nog steeds gebruikt in gespecialiseerde toepassingen.

TTL-logische poorten zijn opgebouwd uit gekoppelde bipolaire junctie-transistoren en weerstanden om een ​​NAND-poort te creëren. Input Low (I_L) en Input High (I_H) hebben spanningsbereiken 0 < I_L < 0.8 and 2.2 < I_H < 5.0 respectively. The Output Low and Output High voltage ranges are 0 < O_L < 0.4 and 2.6 < O_H < 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.

Een TTL-poort heeft gemiddeld een vermogensdissipatie van 10 mW en een voortplantingsvertraging van 10 nS bij een belasting van 15 pF / 400 ohm. Maar het stroomverbruik is vrij constant in vergelijking met de CMOS. TTL heeft ook een hogere weerstand tegen elektromagnetische storingen.

Veel varianten van TTL zijn ontwikkeld voor specifieke doeleinden, zoals stralingsgeharde TTL-pakketten voor ruimtetoepassingen en Low-power Schottky TTL (LS) die een goede combinatie van snelheid (9.5ns) en een lager energieverbruik (2mW) biedt

Meer over CMOS

In 1963 vond Frank Wanlass van Fairchild Semiconductor de CMOS-technologie uit. De eerste CMOS-geïntegreerde schakeling werd echter pas in 1968 geproduceerd. Frank Wanlass patenteerde de uitvinding in 1967 toen hij bij RCA werkte, op dat moment.

CMOS-logica-families zijn de meest gebruikte logische families geworden vanwege de talrijke voordelen, zoals minder energieverbruik en weinig ruis tijdens transmissieniveaus. Alle gangbare microprocessors, microcontrollers en geïntegreerde circuits maken gebruik van CMOS-technologie.

CMOS-logicapoorten worden geconstrueerd met behulp van veldeffecttransistoren FET's, en de schakeling is meestal verstoken van weerstanden. Als gevolg hiervan verbruiken CMOS-poorten helemaal geen stroom tijdens de statische toestand, waar de signaalingangen ongewijzigd blijven. Input Low (I_L) en Input High (I_H) hebben spanningsbereiken 0 < I_L < 1.5 and 3.5 < I_H < 5.0 and the Output Low and Output High voltage ranges are 0 < O_L < 0.5 and 4.95 < O_H < 5.0 respectively.

Wat is het verschil tussen CMOS en TTL?

• TTL-componenten zijn relatief goedkoper dan de equivalente CMOS-componenten. De technologie van CMO's is echter op grotere schaal economischer omdat de circuitcomponenten kleiner zijn en minder regelgeving vereisen in vergelijking met de TTL-componenten.

• CMOS-componenten verbruiken geen stroom tijdens de statische toestand, maar het stroomverbruik neemt toe met de kloksnelheid. TTL heeft daarentegen een constant energieverbruik.

• Aangezien CMOS lage stroomvereisten heeft, is het stroomverbruik beperkt en zijn de circuits daarom goedkoper en gemakkelijker te ontwerpen voor energiebeheer.

• Door langere opkomst- en daaltijden kunnen digitale signalen in de CMO-omgeving goedkoper en ingewikkelder zijn.

• CMOS-componenten zijn gevoeliger voor elektromagnetische storingen dan TTL-componenten.