CMOS vs TTL
Pojavom poluvodičke tehnologije razvijeni su integrirani sklopovi koji su pronašli put do svih oblika tehnologije koji uključuju elektroniku. Od komunikacije do medicine, svaki uređaj ima integrirane sklopove, gdje se sklopovi, ako se implementiraju s običnim komponentama, troše velik prostor i energiju, grade na minijaturnoj silicijskoj pločici pomoću naprednih poluvodičkih tehnologija koje su danas prisutne.
Svi digitalni integrirani sklopovi implementirani su koristeći logička vrata kao svoj temeljni gradivni blok. Svaka vrata izrađena su pomoću malih elektroničkih elemenata poput tranzistora, dioda i otpornika. Skup logičkih ulaza izrađenih pomoću spojenih tranzistora i otpornika zajednički su poznati kao TTL obitelj vrata. Kako bi se prevladali nedostaci TTL vrata, dizajnirane su tehnološki naprednije metodologije za izgradnju vrata, poput pMOS-a, nMOS-a i najnovijeg i najpopularnijeg komplementarnog poluprovodničkog metalnog oksida ili CMOS-a.
U integriranom krugu vrata su izgrađena na silicijskoj pločici koja se tehnički naziva supstrat. Na temelju tehnologije koja se koristi za izgradnju vrata, IC se također svrstavaju u obitelji TTL i CMOS, zbog svojstvenih svojstava temeljnog dizajna vrata, kao što su razine napona signala, potrošnja energije, vrijeme odziva i opseg integracije.
Više o TTL-u
James L. Buie iz TRW-a izumio je TTL 1961. godine, a služio je kao zamjena za DL i RTL logiku te je dugo bio odabrana IC za instrumentaciju i računalne sklopove. Metode integracije TTL-a kontinuirano se razvijaju, a moderni paketi i dalje se koriste u specijaliziranim aplikacijama.
TTL logička vrata izgrađena su od spojenih bipolarnih spojnih tranzistora i otpornika, kako bi se stvorila NAND vrata. Nizak ulaz (I L) i Visoki ulaz (I H) imaju raspon napona 0 <I L <0,8 i 2,2 <I H <5,0. Rasponi izlaznog i niskog napona su 0 <O L <0,4 i 2,6 <O H <5,0 po redoslijedu. Prihvatljivi ulazni i izlazni napon TTL vrata podvrgavaju se statičkoj disciplini radi uvođenja veće razine otpornosti na šum u prijenosu signala.
TTL vrata, u prosjeku, imaju disipaciju snage 10mW i kašnjenje širenja od 10nS, pri vožnji od 15pF / 400 ohma. No, potrošnja energije prilično je konstantna u usporedbi s CMOS-om. TTL također ima veću otpornost na elektromagnetske smetnje.
Mnoge varijante TTL-a razvijene su za specifične svrhe, poput TTL paketa za zračenje otvrdnutih zračenjem i Schottkyja TTL male snage (LS) koji pruža dobru kombinaciju brzine (9,5 ns) i smanjene potrošnje energije (2 mW)
Više o CMOS-u
Godine 1963. Frank Wanlass iz tvrtke Fairchild Semiconductor izumio je CMOS tehnologiju. Međutim, prvi CMOS integrirani sklop proizveden je tek 1968. godine, Frank Wanlass je patentirao izum 1967. godine, dok je u to vrijeme radio u RCA.
Obitelj CMOS logika postala je najčešće korištena logička obitelj zbog svojih brojnih prednosti kao što su manja potrošnja energije i niska razina buke tijekom razina prijenosa. Svi uobičajeni mikroprocesori, mikrokontroleri i integrirani krugovi koriste CMOS tehnologiju.
CMOS logička vrata konstruirana su pomoću tranzistora s efektom polja (FET), a sklopovi su uglavnom bez otpornika. Kao rezultat toga, CMOS vrata uopće ne troše energiju tijekom statičkog stanja, gdje ulazi signala ostaju nepromijenjeni. Ulazni nizak (I L) i ulazni visoki (I H) imaju raspon napona 0 <I L <1,5 i 3,5 <I H <5,0, a izlazni niski i izlazni visokonaponski rasponi su 0 <O L <0,5 i 4,95 <O H <5,0 odnosno.
Koja je razlika između CMOS-a i TTL-a?
• TTL komponente relativno su jeftinije od ekvivalentnih CMOS komponenata. Međutim, CMO tehnologija ima tendenciju biti ekonomičnija u većem opsegu jer su dijelovi sklopa manji i zahtijevaju manje regulacije u usporedbi s TTL komponentama.
• CMOS komponente ne troše energiju tijekom statičkog stanja, ali potrošnja energije raste s radnim taktom. TTL, s druge strane, ima konstantnu razinu potrošnje energije.
• Budući da CMOS ima niske trenutne zahtjeve, potrošnja energije je ograničena, a krugovi su stoga jeftiniji i lakši za projektiranje za upravljanje napajanjem.
• Zbog duljih vremena uspona i pada, digitalni signali u CMO okruženju mogu biti jeftiniji i složeniji.
• CMOS komponente osjetljivije su na elektromagnetske smetnje od TTL komponenata.
