CMOS vs TTL
Amb l'arribada de la tecnologia dels semiconductors, es van desenvolupar circuits integrats i han trobat el seu camí cap a totes les formes de tecnologia que involucren l'electrònica. Des de la comunicació fins a la medicina, cada dispositiu té circuits integrats, on els circuits, si s'implementaven amb components normals consumirien gran espai i energia, es construeixen sobre una hòstia de silici en miniatura utilitzant les tecnologies avançades de semiconductors actuals.
Tots els circuits integrats digitals s'implementen utilitzant portes lògiques com a element bàsic de construcció. Cada porta es construeix utilitzant petits elements electrònics com transistors, díodes i resistències. El conjunt de portes lògiques construïdes mitjançant transistors i resistències acoblades es coneixen col·lectivament com a família de portes TTL. Per superar les deficiències de les portes TTL es van dissenyar metodologies més avançades tecnològicament per a la construcció de portes, com pMOS, nMOS i el tipus de semiconductor d'òxid metàl·lic complementari més recent i popular, o CMOS..
En un circuit integrat, les portes es construeixen sobre una hòstia de silici, tècnicament anomenada substrat. A partir de la tecnologia utilitzada per a la construcció de portes, els circuits integrats també es classifiquen en famílies de TTL i CMOS, a causa de les propietats inherents del disseny fonamental de la porta, com ara els nivells de tensió del senyal, el consum d'energia, el temps de resposta i l'escala d'integració..
Més sobre TTL
James L. Buie de TRW va inventar TTL el 1961, i va servir com a reemplaçament de la lògica DL i RTL, i va ser l'IC escollit per a la instrumentació i els circuits informàtics durant molt de temps. Els mètodes d'integració TTL s'han desenvolupat contínuament i els paquets moderns encara s'utilitzen en aplicacions especialitzades.
Les portes lògiques
TTL estan construïdes amb transistors i resistències d'unió bipolar acoblats per crear una porta NAND. L'entrada baixa (IL) i l'entrada alta (IH) tenen rangs de tensió 0 < IL < 0,8 i 2,2 < IH < 5,0 respectivament. Els intervals de tensió de sortida baixa i alta de sortida són 0 < OL < 0,4 i 2,6 < OH < 5,0 en l'ordre. Les tensions d'entrada i sortida acceptables de les portes TTL estan sotmeses a una disciplina estàtica per introduir un nivell més alt d'immunitat al soroll en la transmissió del senyal.
Una porta TTL, de mitjana, té una potència de dissipació de 10 mW i un retard de propagació de 10 nS, quan condueix una càrrega de 15 pF/400 ohms. Però el consum d'energia és força constant en comparació amb el CMOS. El TTL també té una major resistència a les interrupcions electromagnètiques.
Moltes variants de TTL es desenvolupen amb finalitats específiques, com ara paquets TTL endurits per radiació per a aplicacions espacials i Schottky TTL (LS) de baixa potència que ofereix una bona combinació de velocitat (9,5 ns) i consum d'energia reduït (2 mW)
Més sobre CMOS
El 1963, Frank Wanlass de Fairchild Semiconductor va inventar la tecnologia CMOS. Tanmateix, el primer circuit integrat CMOS no es va produir fins al 1968. Frank Wanlass va patentar la invenció el 1967 mentre treballava a RCA, en aquell moment.
La família lògica CMOS s'ha convertit en la família lògica més utilitzada a causa dels seus nombrosos avantatges, com ara el menor consum d'energia i el baix soroll durant els nivells de transmissió. Tots els microprocessadors, microcontroladors i circuits integrats comuns utilitzen tecnologia CMOS.
Les portes lògiques
CMOS es construeixen mitjançant transistors d'efecte de camp FET, i els circuits no tenen resistències. Com a resultat, les portes CMOS no consumeixen cap energia durant l'estat estàtic, on les entrades de senyal romanen sense canvis. L'entrada baixa (IL) i l'entrada alta (IH) tenen rangs de tensió 0 < IL < 1,5 i 3,5 < IH < 5,0 i els intervals de voltatge de sortida baixa i alta de sortida són 0 < OLL 63,225 i 4,95 < OH < 5,0 respectivament.
Quina diferència hi ha entre CMOS i TTL?
• Els components TTL són relativament més barats que els components CMOS equivalents. Tanmateix, la tecnologia dels CMO acostuma a ser econòmica a més gran escala, ja que els components del circuit són més petits i requereixen menys regulació en comparació amb els components TTL.
• Els components CMOS no consumeixen energia durant l'estat estàtic, però el consum augmenta amb la velocitat del rellotge. TTL, en canvi, té un nivell de consum d'energia constant.
• Com que la CMOS té requisits de corrent baixos, el consum d'energia és limitat i, per tant, els circuits són més barats i més fàcils de dissenyar per a la gestió de l'energia.
• A causa dels temps de pujada i baixada més llargs, els senyals digitals a l'entorn dels CMO poden ser menys costosos i complicats.
• Els components CMOS són més sensibles a les interrupcions electromagnètiques que els components TTL.
