Perbezaan Antara CMOS dan TTL

2024 Pengarang: Alex Aldridge | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 13:46

CMOS lwn TTL

Dengan kemunculan teknologi semikonduktor, litar bersepadu telah dibangunkan, dan ia telah menemui jalannya kepada setiap bentuk teknologi yang melibatkan elektronik. Daripada komunikasi kepada perubatan, setiap peranti mempunyai litar bersepadu, di mana litar, jika dilaksanakan dengan komponen biasa akan menggunakan ruang dan tenaga yang besar, dibina di atas wafer silikon kecil menggunakan teknologi semikonduktor termaju yang hadir hari ini.

Semua litar bersepadu digital dilaksanakan menggunakan get logik sebagai blok binaan asasnya. Setiap get dibina menggunakan elemen elektronik kecil seperti transistor, diod dan perintang. Set get logik yang dibina menggunakan transistor dan perintang berganding secara kolektif dikenali sebagai keluarga get TTL. Untuk mengatasi kelemahan get TTL, metodologi yang lebih berteknologi maju telah direka bentuk untuk pembinaan get, seperti pMOS, nMOS dan jenis semikonduktor oksida logam pelengkap yang terbaharu dan popular, atau CMOS.

Dalam litar bersepadu, gerbang dibina di atas wafer silikon, secara teknikal dipanggil substrat. Berdasarkan teknologi yang digunakan untuk pembinaan pagar, IC juga dikategorikan ke dalam keluarga TTL dan CMOS, kerana sifat sedia ada reka bentuk get asas seperti tahap voltan isyarat, penggunaan kuasa, masa tindak balas dan skala penyepaduan.

Lagi tentang TTL

James L. Buie dari TRW mencipta TTL pada tahun 1961, dan ia berfungsi sebagai pengganti logik DL dan RTL, dan merupakan IC pilihan untuk instrumentasi dan litar komputer untuk masa yang lama. Kaedah penyepaduan TTL telah dibangunkan secara berterusan, dan pakej moden masih digunakan dalam aplikasi khusus.

Gat logik TTL dibina daripada transistor dan perintang simpang bipolar berganding, untuk mencipta get NAND. Input Rendah (I_L) dan Input Tinggi (I_H) mempunyai julat voltan 0 < I_L < 0.8 dan 2.2 < I_H < 5.0 masing-masing. Julat voltan Output Rendah dan Output Tinggi ialah 0 < O_L < 0.4 dan 2.6 < O_{H < 5.0 dalam susunan. Voltan input dan output yang boleh diterima bagi pintu TTL tertakluk kepada disiplin statik untuk memperkenalkan tahap imuniti hingar yang lebih tinggi dalam penghantaran isyarat.}

Pintu TTL, secara purata, mempunyai pelesapan kuasa 10mW dan kelewatan perambatan 10nS, apabila memandu beban 15pF/400 ohm. Tetapi penggunaan kuasa agak malar berbanding dengan CMOS. TTL juga mempunyai rintangan yang lebih tinggi terhadap gangguan elektromagnet.

Banyak varian TTL dibangunkan untuk tujuan khusus seperti pakej TTL yang dikeraskan sinaran untuk aplikasi angkasa dan Schottky TTL (LS) berkuasa rendah yang memberikan kombinasi kelajuan yang baik (9.5ns) dan penggunaan kuasa yang dikurangkan (2mW)

Lagi mengenai CMOS

Pada tahun 1963, Frank Wanlass dari Fairchild Semiconductor mencipta teknologi CMOS. Walau bagaimanapun, litar bersepadu CMOS yang pertama tidak dihasilkan sehingga 1968. Frank Wanlass telah mempatenkan ciptaan itu pada tahun 1967 semasa bekerja di RCA, pada masa itu.

Keluarga logik CMOS telah menjadi keluarga logik yang paling banyak digunakan kerana banyak kelebihannya seperti penggunaan kuasa yang kurang dan hingar yang rendah semasa tahap penghantaran. Semua mikropemproses biasa, mikropengawal dan litar bersepadu menggunakan teknologi CMOS.

Gat logik CMOS dibina menggunakan transistor kesan medan FET, dan litar kebanyakannya tiada perintang. Akibatnya, get CMOS tidak menggunakan sebarang kuasa sama sekali semasa keadaan statik, di mana input isyarat kekal tidak berubah. Input Rendah (I_L) dan Input Tinggi (I_H) mempunyai julat voltan 0 < I_L < 1.5 dan 3.5 < I_H < 5.0 dan julat voltan Output Rendah dan Output Tinggi ialah 0 < O_L1 63235 dan 4.95 < O_{H < 5.0 masing-masing.}

Apakah perbezaan antara CMOS dan TTL?

• Komponen TTL secara relatifnya lebih murah daripada komponen CMOS yang setara. Walau bagaimanapun, teknologi CMO cenderung menjimatkan pada skala yang lebih besar kerana komponen litar lebih kecil dan memerlukan kurang peraturan berbanding komponen TTL.

• Komponen CMOS tidak menggunakan kuasa semasa keadaan statik, tetapi penggunaan kuasa meningkat dengan kadar jam. TTL, sebaliknya, mempunyai tahap penggunaan kuasa yang tetap.

• Memandangkan CMOS mempunyai keperluan semasa yang rendah, penggunaan kuasa adalah terhad dan litar, oleh itu, lebih murah dan lebih mudah untuk direka bentuk untuk pengurusan kuasa.

• Disebabkan masa naik dan turun yang lebih lama, isyarat digital dalam persekitaran CMO boleh menjadi lebih murah dan rumit.

• Komponen CMOS lebih sensitif terhadap gangguan elektromagnet berbanding komponen TTL.