CMOS vs. TTL
Mit dem Aufkommen der Halbleitertechnologie wurden integrierte Sch altkreise entwickelt, die ihren Weg in jede Form von Technologie gefunden haben, die mit Elektronik zu tun hat. Von der Kommunikation bis zur Medizin verfügt jedes Gerät über integrierte Sch altkreise, bei denen Sch altkreise, wenn sie mit gewöhnlichen Komponenten implementiert würden, viel Platz und Energie verbrauchen würden und auf einem Miniatur-Siliziumwafer unter Verwendung fortschrittlicher Halbleitertechnologien aufgebaut sind, die heute vorhanden sind.
Alle digitalen integrierten Sch altungen werden mit Logikgattern als grundlegendem Baustein implementiert. Jedes Gatter besteht aus kleinen elektronischen Elementen wie Transistoren, Dioden und Widerständen. Der Satz von Logikgattern, die unter Verwendung von gekoppelten Transistoren und Widerständen aufgebaut sind, wird kollektiv als TTL-Gatterfamilie bezeichnet. Um die Mängel von TTL-Gattern zu überwinden, wurden technologisch fortschrittlichere Methoden für die Gatterkonstruktion entwickelt, wie z. B. pMOS, nMOS und der neueste und beliebteste komplementäre Metalloxid-Halbleitertyp oder CMOS.
In einem integrierten Sch altkreis sind die Gates auf einem Siliziumwafer aufgebaut, der technisch als Substrat bezeichnet wird. Basierend auf der für die Gate-Konstruktion verwendeten Technologie werden ICs aufgrund der inhärenten Eigenschaften des grundlegenden Gate-Designs wie Signalspannungspegel, Stromverbrauch, Reaktionszeit und Integrationsmaßstab auch in TTL- und CMOS-Familien eingeteilt.
Mehr über TTL
James L. Buie von TRW erfand TTL 1961 und diente als Ersatz für die DL- und RTL-Logik und war lange Zeit der IC der Wahl für Instrumentierung und Computersch altungen. TTL-Integrationsmethoden wurden kontinuierlich weiterentwickelt, und moderne Pakete werden immer noch in spezialisierten Anwendungen verwendet.
TTL-Logikgatter bestehen aus gekoppelten Bipolartransistoren und Widerständen, um ein NAND-Gatter zu erzeugen. Input Low (IL) und Input High (IH) haben Spannungsbereiche 0 < IL < 0,8 bzw. 2,2 < IH < 5,0. Die Spannungsbereiche für Output Low und Output High sind in der Reihenfolge 0 < OL < 0,4 und 2,6 < OH < 5,0. Die akzeptablen Eingangs- und Ausgangsspannungen der TTL-Gatter werden einer statischen Disziplin unterzogen, um eine höhere Störfestigkeit in der Signalübertragung einzuführen.
Ein TTL-Gatter hat im Durchschnitt eine Verlustleistung von 10mW und eine Ausbreitungsverzögerung von 10nS, wenn eine Last von 15pF/400 Ohm angesteuert wird. Aber der Stromverbrauch ist im Vergleich zum CMOS ziemlich konstant. TTL hat auch eine höhere Resistenz gegenüber elektromagnetischen Störungen.
Viele TTL-Varianten werden für spezielle Zwecke entwickelt, wie z. B. strahlungsgehärtete TTL-Gehäuse für Weltraumanwendungen und Low-Power-Schottky-TTL (LS), das eine gute Kombination aus Geschwindigkeit (9,5 ns) und reduziertem Stromverbrauch (2 mW) bietet.
Mehr über CMOS
1963 erfand Frank Wanlass von Fairchild Semiconductor die CMOS-Technologie. Die erste integrierte CMOS-Sch altung wurde jedoch erst 1968 hergestellt. Frank Wanlass patentierte die Erfindung 1967, als er zu dieser Zeit bei RCA arbeitete.
Die CMOS-Logikfamilie hat sich aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile wie geringerer Stromverbrauch und geringes Rauschen während der Übertragung von Pegeln zur am weitesten verbreiteten Logikfamilie entwickelt. Alle gängigen Mikroprozessoren, Mikrocontroller und integrierten Sch altkreise verwenden die CMOS-Technologie.
CMOS-Logikgatter werden unter Verwendung von Feldeffekttransistoren FETs konstruiert, und die Sch altung ist größtenteils frei von Widerständen. Dadurch verbrauchen CMOS-Gatter während des statischen Zustands, in dem die Signaleingänge unverändert bleiben, keinerlei Strom. Input Low (IL) und Input High (IH) haben Spannungsbereiche 0 < IL < 1,5 und 3,5 < IH < 5,0 und die Spannungsbereiche für Output Low und Output High sind 0 < OL < 0.5 und 4,95 < OH < 5,0 bzw.
Was ist der Unterschied zwischen CMOS und TTL?
• TTL-Komponenten sind relativ billiger als die entsprechenden CMOS-Komponenten. Die CMOs-Technologie ist jedoch in größerem Maßstab wirtschaftlich, da die Sch altungskomponenten kleiner sind und im Vergleich zu den TTL-Komponenten weniger Regulierung erfordern.
• CMOS-Komponenten verbrauchen im statischen Zustand keinen Strom, aber der Stromverbrauch steigt mit der Taktrate. TTL hingegen hat einen konstanten Stromverbrauch.
• Da CMOS einen geringen Strombedarf hat, ist der Stromverbrauch begrenzt und die Sch altungen daher billiger und einfacher für die Energieverw altung zu entwerfen.
• Aufgrund längerer Anstiegs- und Abfallzeiten können digitale Signale im CMO-Umfeld kostengünstiger und komplizierter sein.
• CMOS-Komponenten sind empfindlicher gegenüber elektromagnetischen Störungen als TTL-Komponenten.
