CMOS vs TTL
Dengan munculnya teknologi semikonduktor, rangkaian terpadu dikembangkan, dan mereka telah menemukan jalan ke setiap bentuk teknologi yang melibatkan elektronik. Dari komunikasi hingga perubatan, setiap peranti mempunyai litar bersepadu, di mana litar, jika dilaksanakan dengan komponen biasa akan memakan ruang dan tenaga yang besar, dibangun di atas wafer silikon miniatur menggunakan teknologi semikonduktor canggih yang ada sekarang.
Semua litar bersepadu digital dilaksanakan menggunakan pintu logik sebagai asas asasnya. Setiap pintu dibina menggunakan elemen elektronik kecil seperti transistor, diod dan perintang. Kumpulan pintu logik yang dibina menggunakan transistor dan perintang yang digabungkan secara kolektif dikenali sebagai keluarga gerbang TTL. Untuk mengatasi kekurangan gerbang TTL, metodologi yang lebih maju dari segi teknologi dirancang untuk pembinaan gerbang, seperti pMOS, nMOS dan jenis semikonduktor pelengkap oksida logam yang paling baru dan popular, atau CMOS.
Dalam litar bersepadu, gerbang dibina di atas wafer silikon, yang secara teknikal disebut sebagai substrat. Berdasarkan teknologi yang digunakan untuk pembinaan pintu, IC juga dikategorikan ke dalam keluarga TTL dan CMOS, kerana sifat semula jadi reka bentuk gerbang asas seperti tahap voltan isyarat, penggunaan kuasa, masa tindak balas dan skala integrasi.
Lebih banyak mengenai 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 rangkaian instrumen dan komputer untuk jangka masa yang panjang. Kaedah integrasi TTL telah berkembang secara berterusan, dan pakej moden masih digunakan dalam aplikasi khusus.
Gerbang logik TTL dibina daripada transistor dan perintang persimpangan bipolar bergandingan, untuk membuat gerbang NAND. Input Rendah (I L) dan Input Tinggi (I H) mempunyai julat voltan masing-masing 0 <I L <0.8 dan 2.2 <I H <5.0. Julat voltan Output Rendah dan Output Tinggi adalah 0 <O L <0,4 dan 2,6 <O H <5,0 mengikut urutan. Voltan input dan output yang boleh diterima dari gerbang TTL dikenakan disiplin statik untuk memperkenalkan tahap ketahanan kebisingan yang lebih tinggi dalam penghantaran isyarat.
Pintu gerbang TTL, rata-rata, mempunyai daya pelesapan 10mW dan kelewatan penyebaran 10nS, ketika menggerakkan muatan 15pF / 400 ohm. Tetapi penggunaan kuasa agak tetap berbanding CMOS. TTL juga mempunyai daya tahan yang lebih tinggi terhadap gangguan elektromagnetik.
Banyak varian TTL dikembangkan untuk tujuan tertentu seperti pakej TTL yang dikeras radiasi untuk aplikasi ruang dan Schottky TTL (LS) berkuasa rendah yang memberikan kombinasi kelajuan yang baik (9.5ns) dan penggunaan kuasa yang berkurang (2mW)
Lebih lanjut mengenai CMOS
Pada tahun 1963, Frank Wanlass dari Fairchild Semiconductor mencipta teknologi CMOS. Walau bagaimanapun, litar bersepadu CMOS pertama tidak dihasilkan sehingga tahun 1968. Frank Wanlass mempatenkan penemuan itu pada tahun 1967 ketika bekerja di RCA, pada masa itu.
Keluarga logik CMOS telah menjadi keluarga logik yang paling banyak digunakan kerana banyak kelebihannya seperti penggunaan tenaga yang kurang dan kebisingan yang rendah semasa tahap penghantaran. Semua mikropemproses biasa, mikrokontroler, dan litar bersepadu menggunakan teknologi CMOS.
Pintu logik CMOS dibina menggunakan transistor kesan medan FET, dan litar kebanyakannya tidak mempunyai perintang. Akibatnya, gerbang CMOS sama sekali tidak menggunakan kuasa semasa keadaan statik, di mana input isyarat 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 adalah 0 <O L <0.5 dan 4.95 <O H <5.0 masing-masing.
Apakah perbezaan antara CMOS dan TTL?
• Komponen TTL relatif lebih murah daripada komponen CMOS yang setara. Walau bagaimanapun, teknologi CMO cenderung ekonomik pada skala yang lebih besar kerana komponen litar lebih kecil dan memerlukan peraturan yang lebih sedikit dibandingkan dengan 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.
• Oleh kerana CMOS mempunyai keperluan semasa yang rendah, penggunaan kuasa terhad dan litar, oleh itu, lebih murah dan lebih mudah dirancang untuk pengurusan kuasa.
• Oleh kerana masa kenaikan dan kejatuhan yang lebih lama, isyarat digital di persekitaran CMO boleh menjadi lebih murah dan rumit.
• Komponen CMOS lebih sensitif terhadap gangguan elektromagnetik daripada komponen TTL.
