Differenza tra CMOS e TTL

CMOS vs TTL

Con l'avvento della tecnologia dei semiconduttori, sono stati sviluppati circuiti integrati e hanno trovato la strada per ogni forma di tecnologia che coinvolge l'elettronica. Dalla comunicazione alla medicina, ogni dispositivo ha circuiti integrati, dove i circuiti, se implementati con componenti ordinari, consumerebbero ampio spazio ed energia, sono costruiti su un wafer di silicio miniaturizzato utilizzando tecnologie avanzate a semiconduttori oggi presenti.

Tutti i circuiti integrati digitali sono implementati usando le porte logiche come loro componente fondamentale. Ogni porta è costruita utilizzando piccoli elementi elettronici come transistor, diodi e resistori. L'insieme di porte logiche costruite usando transistor e resistori accoppiati sono noti collettivamente come famiglia di gate TTL. Per superare le carenze dei gate TTL sono state progettate metodologie più tecnologicamente avanzate per la costruzione di cancelli, come pMOS, nMOS e il più recente e popolare tipo di semiconduttore di ossido di metallo complementare, o CMOS.

In un circuito integrato, le porte sono costruite su un wafer di silicio, tecnicamente chiamato substrato. Sulla base della tecnologia utilizzata per la costruzione di gate, i circuiti integrati sono anche suddivisi in famiglie di TTL e CMOS, a causa delle proprietà intrinseche del progetto di gate fondamentale come i livelli di tensione del segnale, il consumo energetico, il tempo di risposta e la scala di integrazione.

Ulteriori informazioni su TTL

James L. Buie di TRW ha inventato TTL nel 1961 e ha servito come sostituto della logica DL e RTL ed è stato l'IC di scelta per la strumentazione e i circuiti per computer per molto tempo. I metodi di integrazione TTL sono stati continuamente sviluppati e i pacchetti moderni sono ancora utilizzati in applicazioni specializzate.

Le porte logiche TTL sono costruite con transistor e resistori a giunzione bipolare accoppiati, per creare una porta NAND. Ingresso basso (I_L) e Input High (I_H) hanno intervalli di tensione 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.

Una porta TTL, in media, ha una dissipazione di potenza di 10 mW e un ritardo di propagazione di 10 nS, quando si guida un carico di 15 pF / 400 ohm. Ma il consumo di energia è piuttosto costante rispetto al CMOS. TTL ha anche una maggiore resistenza alle interruzioni elettromagnetiche.

Molte varianti di TTL sono state sviluppate per scopi specifici come pacchetti TTL temprati per radiazione per applicazioni spaziali e Schottky TTL (LS) a bassa potenza che offre una buona combinazione di velocità (9.5ns) e consumo energetico ridotto (2mW)

Ulteriori informazioni su CMOS

Nel 1963 Frank Wanlass di Fairchild Semiconductor inventò la tecnologia CMOS. Tuttavia, il primo circuito integrato CMOS non fu prodotto fino al 1968. Frank Wanlass brevettò l'invenzione nel 1967 mentre lavorava alla RCA, all'epoca.

La famiglia di logiche CMOS è diventata la famiglia di logiche più utilizzata a causa dei numerosi vantaggi, tra cui un minore consumo energetico e un basso livello di rumore durante i livelli di trasmissione. Tutti i comuni microprocessori, microcontrollori e circuiti integrati utilizzano la tecnologia CMOS.

Le porte logiche CMOS sono costruite usando FET a transistori ad effetto di campo e la circuiteria è per lo più priva di resistori. Di conseguenza, le porte CMOS non consumano alcuna energia durante lo stato statico, dove gli ingressi del segnale rimangono invariati. Ingresso basso (I_L) e Input High (I_H) hanno intervalli di tensione 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.

Qual è la differenza tra CMOS e TTL?

• I componenti TTL sono relativamente più economici rispetto ai componenti CMOS equivalenti. Tuttavia, la tecnologia CMO tende ad essere economica su una scala più grande in quanto i componenti del circuito sono più piccoli e richiede meno regolazione rispetto ai componenti TTL.

• I componenti CMOS non consumano energia durante lo stato statico, ma il consumo di energia aumenta con la frequenza di clock. Il TTL, d'altra parte, ha un livello di consumo energetico costante.

• Poiché CMOS ha requisiti di bassa corrente, il consumo di energia è limitato ei circuiti, quindi, meno costosi e più facili da progettare per la gestione dell'alimentazione.

• A causa dei tempi di salita e di discesa più lunghi, i segnali digitali nell'ambiente CMO possono essere meno costosi e complicati.

• I componenti CMOS sono più sensibili alle interruzioni elettromagnetiche dei componenti TTL.