CMOS vs TTL
Med fremkomsten av halvlederteknologi ble integrerte kretser utviklet, og de har funnet veien til alle former for teknologi som involverer elektronikk. Fra kommunikasjon til medisin, har hver enhet integrerte kretser, der kretser, hvis de implementeres med vanlige komponenter vil forbruke stor plass og energi, er bygget på en miniatyr silisiumskive ved hjelp av avanserte halvlederteknologier som er tilstede i dag.
Alle de digitale integrerte kretsene er implementert ved hjelp av logiske porter som deres grunnleggende byggestein. Hver port er konstruert ved hjelp av små elektroniske elementer som transistorer, dioder og motstander. Settet med logiske porter konstruert ved hjelp av koblede transistorer og motstander er samlet kjent som TTL-portfamilien. For å overvinne manglene ved TTL-porter ble mer teknologisk avanserte metoder utviklet for portkonstruksjon, for eksempel pMOS, nMOS og den nyeste og mest populære komplementære metalloksyd halvledertypen, eller CMOS.
I en integrert krets er portene bygget på en silisiumplate, teknisk kalt som substrat. Basert på teknologien som brukes til portkonstruksjon, blir IC-er også kategorisert i familier av TTL og CMOS, på grunn av de iboende egenskapene til den grunnleggende portdesignen, som signal spenningsnivåer, strømforbruk, responstid og integrasjonsskalaen.
Mer om TTL
James L. Buie fra TRW oppfant TTL i 1961, og den fungerte som erstatning for DL- og RTL-logikken, og var den valgte IC-en for instrumentering og datakretser i lang tid. Metoder for TTL-integrering har kontinuerlig utviklet seg, og moderne pakker brukes fortsatt i spesialiserte applikasjoner.
TTL-logikkporter er bygget av koblede bipolare kryssstransistorer og motstander, for å skape en NAND-port. Input Low (I L) og Input High (I H) har henholdsvis spenningsområdet 0 <I L <0,8 og 2,2 <I H <5,0. Output Low og Output High voltage områdene er 0 <O L <0,4 og 2,6 <O H <5,0 i rekkefølgen. De akseptable inngangs- og utgangsspenningene til TTL-portene utsettes for statisk disiplin for å innføre et høyere nivå av støyimmunitet i signaloverføringen.
En TTL-port har i gjennomsnitt en kraftavledning på 10mW og en forplantningsforsinkelse på 10nS når du kjører en 15pF / 400 ohm belastning. Men strømforbruket er ganske konstant sammenlignet med CMOS. TTL har også høyere motstand mot elektromagnetiske forstyrrelser.
Mange varianter av TTL er utviklet for spesifikke formål som strålingsherdede TTL-pakker for romapplikasjoner og Schottky TTL (LS) med lav effekt som gir en god kombinasjon av hastighet (9,5 ns) og redusert strømforbruk (2 mW)
Mer om CMOS
I 1963 oppfant Frank Wanlass fra Fairchild Semiconductor CMOS-teknologien. Imidlertid ble den første CMOS-integrerte kretsen ikke produsert før i 1968. Frank Wanlass patenterte oppfinnelsen i 1967 mens han jobbet på RCA, på den tiden.
CMOS-logikkfamilien har blitt de mest brukte logikkfamiliene på grunn av sine mange fordeler, som mindre strømforbruk og lite støy under overføringsnivåer. Alle vanlige mikroprosessorer, mikrokontrollere og integrerte kretser bruker CMOS-teknologi.
CMOS-logiske porter er konstruert ved hjelp av felt-effekt-transistorer FET, og kretsene er for det meste uten motstander. Som et resultat bruker ikke CMOS-porter i det hele tatt strøm under den statiske tilstanden, der signalinngangene forblir uendret. Input Low (I L) og Input High (I H) har spenningsområder 0 <I L <1,5 og 3,5 <I H <5,0 og Output Low og Output High voltage intervaller er 0 <O L <0,5 og 4,95 <O H <Henholdsvis 5,0.
Hva er forskjellen mellom CMOS og TTL?
• TTL-komponenter er relativt billigere enn tilsvarende CMOS-komponenter. Imidlertid har CMO-teknologier en tendens til å være økonomisk i større skala, da kretskomponentene er mindre og krever mindre regulering sammenlignet med TTL-komponentene.
• CMOS-komponenter bruker ikke strøm i statisk tilstand, men strømforbruket øker med klokkefrekvensen. TTL har derimot et konstant strømforbruksnivå.
• Siden CMOS har lave strømkrav, er strømforbruket begrenset, og kretsene er derfor billigere og enklere å bli designet for strømstyring.
• På grunn av lengre stige- og falltider kan digitale signaler i CMO-miljøer være billigere og kompliserte.
• CMOS-komponenter er mer følsomme for elektromagnetiske forstyrrelser enn TTL-komponenter.
