Sự khác biệt giữa CMOS và TTL
Share
CMOS vs TTL
Với sự ra đời của công nghệ bán dẫn, các mạch tích hợp đã được phát triển và họ đã tìm được đường đến mọi dạng công nghệ liên quan đến điện tử. Từ truyền thông đến y học, mọi thiết bị đều có mạch tích hợp, trong đó các mạch, nếu được thực hiện với các thành phần thông thường sẽ tiêu tốn không gian và năng lượng lớn, được chế tạo trên một tấm wafer silicon thu nhỏ sử dụng các công nghệ bán dẫn tiên tiến hiện nay.
Tất cả các mạch tích hợp kỹ thuật số được thực hiện bằng cách sử dụng các cổng logic làm khối xây dựng cơ bản của chúng. Mỗi cổng được xây dựng bằng các phần tử điện tử nhỏ như bóng bán dẫn, điốt và điện trở. Tập hợp các cổng logic được xây dựng bằng cách sử dụng các bóng bán dẫn và điện trở được ghép nối được gọi chung là họ cổng TTL. Để khắc phục những thiếu sót của cổng TTL, các phương pháp công nghệ tiên tiến hơn đã được thiết kế để xây dựng cổng, chẳng hạn như pMOS, nMOS và loại bán dẫn oxit kim loại bổ sung phổ biến và gần đây nhất hoặc CMOS.
Trong một mạch tích hợp, các cổng được xây dựng trên một tấm wafer silicon, được gọi là kỹ thuật cơ chất. Dựa trên công nghệ được sử dụng để xây dựng cổng, IC cũng được phân loại thành các họ của TTL và CMOS, vì các đặc tính vốn có của thiết kế cổng cơ bản như mức điện áp tín hiệu, mức tiêu thụ điện năng, thời gian đáp ứng và quy mô tích hợp.
Tìm hiểu thêm về TTL
James L. Buie của TRW đã phát minh ra TTL vào năm 1961, và nó đóng vai trò thay thế cho logic DL và RTL, và là IC được lựa chọn cho các thiết bị và mạch máy tính trong một thời gian dài. Các phương thức tích hợp TTL đã liên tục phát triển và các gói hiện đại vẫn được sử dụng trong các ứng dụng chuyên dụng.
Các cổng logic TTL được xây dựng từ các bóng bán dẫn tiếp giáp lưỡng cực và điện trở, để tạo ra một cổng NAND. Đầu vào thấp (IL) và đầu vào cao (IH) có dải điện áp 0 < IL < 0.8 and 2.2 < IH < 5.0 respectively. The Output Low and Output High voltage ranges are 0 < OL < 0.4 and 2.6 < OH < 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.
Một cổng TTL, trung bình, có công suất tiêu thụ 10mW và độ trễ lan truyền 10nS, khi lái xe tải 15pF / 400 ohm. Nhưng mức tiêu thụ năng lượng khá không đổi so với CMOS. TTL cũng có khả năng chống gián đoạn điện từ cao hơn.
Nhiều biến thể của TTL được phát triển cho các mục đích cụ thể như gói TTL được làm cứng bằng bức xạ cho các ứng dụng không gian và Schottky TTL (LS) công suất thấp cung cấp sự kết hợp tốt giữa tốc độ (9,5ns) và giảm mức tiêu thụ điện năng (2mW)
Tìm hiểu thêm về CMOS
Năm 1963, Frank Wanlass của Fairchild S bán dẫn đã phát minh ra công nghệ CMOS. Tuy nhiên, mạch tích hợp CMOS đầu tiên không được sản xuất cho đến năm 1968. Frank Wanlass đã cấp bằng sáng chế cho phát minh này vào năm 1967 khi làm việc tại RCA, tại thời điểm đó.
Họ logic logic đã trở thành họ logic được sử dụng rộng rãi nhất do có nhiều ưu điểm như tiêu thụ ít năng lượng hơn và độ nhiễu thấp trong các mức truyền. Tất cả các bộ vi xử lý, vi điều khiển và mạch tích hợp thông thường đều sử dụng công nghệ CMOS.
Các cổng logic CMOS được xây dựng bằng cách sử dụng các bóng bán dẫn hiệu ứng trường FET và mạch chủ yếu không có điện trở. Kết quả là, các cổng CMOS không tiêu thụ bất kỳ năng lượng nào trong trạng thái tĩnh, trong đó các đầu vào tín hiệu không thay đổi. Đầu vào thấp (IL) và đầu vào cao (IH) có dải điện áp 0 < IL < 1.5 and 3.5 < IH < 5.0 and the Output Low and Output High voltage ranges are 0 < OL < 0.5 and 4.95 < OH < 5.0 respectively.
Sự khác biệt giữa CMOS và TTL là gì?
• Các thành phần TTL tương đối rẻ hơn các thành phần CMOS tương đương. Tuy nhiên, công nghệ CMO có xu hướng kinh tế ở quy mô lớn hơn vì các thành phần mạch nhỏ hơn và đòi hỏi ít quy định hơn so với các thành phần TTL.
• Các thành phần CMOS không tiêu thụ năng lượng trong trạng thái tĩnh, nhưng mức tiêu thụ năng lượng tăng theo tốc độ xung nhịp. Mặt khác, TTL có mức tiêu thụ năng lượng không đổi.
• Do CMOS có yêu cầu dòng điện thấp, tiêu thụ điện năng bị hạn chế và các mạch, do đó, rẻ hơn và dễ dàng hơn để được thiết kế để quản lý năng lượng.
• Do thời gian tăng và giảm dài hơn, tín hiệu số trong môi trường CMO có thể ít tốn kém và phức tạp hơn.
• Các thành phần CMOS nhạy cảm hơn với sự gián đoạn điện từ so với các thành phần TTL.
