CMOS ir TTL
Atsiradus puslaidininkių technologijoms, buvo sukurti integruoti grandynai ir jie rado kelią į visas technologijas, susijusias su elektronika. Nuo komunikacijos iki medicinos, kiekvienas prietaisas turi integruotas schemas, kur grandinės, jei jos būtų įdiegtos su įprastais komponentais, sunaudotų didelę erdvę ir energiją, yra pastatytos ant miniatiūrinės silicio plokštelės, naudojant pažangias puslaidininkių technologijas, kurios yra šiandien.
Visi skaitmeniniai integriniai grandynai yra realizuojami naudojant loginius vartus kaip pagrindinį jų bloką. Kiekvienas vartas sukonstruotas naudojant mažus elektroninius elementus, tokius kaip tranzistoriai, diodai ir rezistoriai. Loginių vartų rinkinys, sukonstruotas naudojant sujungtus tranzistorius ir rezistorius, bendrai vadinamas TTL vartų šeima. Norėdami įveikti TTL vartų trūkumus, vartų konstrukcijai buvo sukurtos technologiškai pažangesnės metodikos, tokios kaip pMOS, nMOS ir naujausias bei populiariausias papildomo metalo oksido puslaidininkių tipas arba CMOS.
Integruotoje grandinėje vartai pastatyti ant silicio plokštelių, techniškai vadinamų kaip substratas. Remiantis vartų statybai naudojama technologija, IC taip pat skirstomi į TTL ir CMOS šeimas dėl pagrindinių vartų konstrukcijos savybių, tokių kaip signalo įtampos lygis, energijos suvartojimas, atsako laikas ir integracijos mastas.
Daugiau apie TTL
Jamesas L. Buie iš TRW išrado TTL 1961 m., Ir tai buvo DL ir RTL logikos pakaitalas, ir ilgą laiką buvo pasirinktas prietaisų ir kompiuterių grandinių IC. TTL integravimo metodai buvo nuolat tobulinami, o modernūs paketai vis dar naudojami specializuotose programose.
TTL loginiai vartai yra pastatyti iš sujungtų bipolinių jungčių tranzistorių ir rezistorių, kad būtų sukurti NAND vartai. Žemos įvesties (I L) ir didelės įvesties (I H) įtampos diapazonai yra atitinkamai 0 <I L <0,8 ir 2,2 <I H <5,0. Išėjimo žemos ir išėjimo aukštos įtampos diapazonai yra 0 <O L <0,4 ir 2,6 <O H <5,0 eilės tvarka. TTL vartų priimtinoms įėjimo ir išėjimo įtampoms taikoma statinė disciplina, kad signalo perdavimas užtikrintų aukštesnį triukšmo atsparumo lygį.
TTL vartų vidutinis energijos išsisklaidymas yra 10mW, o sklidimo vėlavimas - 10nS, kai važiuojama 15pF / 400 omų apkrova. Tačiau energijos suvartojimas yra gana pastovus, palyginti su CMOS. TTL taip pat turi didesnį atsparumą elektromagnetiniams trikdžiams.
Daugybė TTL variantų yra sukurti konkretiems tikslams, pvz., Radiacijai atsparūs TTL paketai, skirti naudoti kosmose, ir mažos galios „Schottky TTL“(LS), užtikrinantys gerą greičio (9,5ns) ir sumažintos energijos sąnaudų (2mW) derinį
Daugiau apie CMOS
1963 m. Frankas Wanlassas iš „Fairchild Semiconductor“išrado CMOS technologiją. Tačiau pirmasis CMOS integruotasis grandynas buvo pagamintas tik 1968 m. Frankas Wanlassas išradimą užpatentavo 1967 m., Tuo metu dirbdamas RCA.
CMOS logikos šeima tapo plačiausiai naudojama logikos šeima dėl daugybės privalumų, tokių kaip mažesnis energijos suvartojimas ir mažas triukšmas perdavimo metu. Visuose įprastuose mikroprocesoriuose, mikrovaldikliuose ir integruotose grandinėse naudojama CMOS technologija.
CMOS loginiai vartai sukonstruoti naudojant lauko tranzistorius FET, o grandinėse dažniausiai nėra rezistorių. Todėl CMOS vartai statinės būsenos metu, kai signalo įėjimai lieka nepakitę, visiškai nevartoja energijos. Žemos įvesties (I L) ir didelės įvesties (I H) įtampos diapazonai yra 0 <I L <1,5 ir 3,5 <I H <5,0, o išėjimo žemos ir išėjimo aukštos įtampos diapazonai yra 0 <O L <0,5 ir 4,95 <O H <5,0 atitinkamai.
Kuo skiriasi CMOS ir TTL?
• TTL komponentai yra palyginti pigesni nei lygiaverčiai CMOS komponentai. Tačiau CMO technologijos paprastai yra ekonomiškos didesniu mastu, nes grandinės komponentai yra mažesni ir reikalauja mažiau reguliavimo, palyginti su TTL komponentais.
• CMOS komponentai nenaudoja energijos statinės būsenos metu, tačiau energijos suvartojimas didėja laikrodžio dažniu. Kita vertus, TTL turi pastovų energijos suvartojimo lygį.
• Kadangi CMOS turi mažus dabartinius reikalavimus, energijos suvartojimas yra ribotas, todėl grandinės yra pigesnės ir lengviau suprojektuojamos valdyti energiją.
• Dėl ilgesnio kilimo ir kritimo skaitmeniniai signalai BRO aplinkoje gali būti pigesni ir sudėtingesni.
• CMOS komponentai yra jautresni elektromagnetiniams trikdžiams nei TTL komponentai.
