CMOS vs TTL
Yarı iletken teknolojisinin ortaya çıkmasıyla birlikte entegre devreler geliştirildi ve elektronikle ilgili her türlü teknolojinin yolunu buldular. İletişimden tıbba, her cihazda, sıradan bileşenlerle uygulandığında büyük alan ve enerji tüketecek olan devrelerin, günümüzde mevcut gelişmiş yarı iletken teknolojileri kullanılarak minyatür bir silikon levha üzerine inşa edildiği entegre devreler vardır.
Tüm dijital entegre devreler, temel yapı taşı olarak mantık kapıları kullanılarak uygulanır. Her kapı, transistörler, diyotlar ve dirençler gibi küçük elektronik elemanlar kullanılarak inşa edilmiştir. Birleştirilmiş transistörler ve dirençler kullanılarak oluşturulan mantık kapıları seti, topluca TTL kapı ailesi olarak bilinir. TTL kapılarının eksikliklerinin üstesinden gelmek için kapı yapımı için pMOS, nMOS ve en yeni ve popüler tamamlayıcı metal oksit yarı iletken tipi veya CMOS gibi teknolojik olarak daha gelişmiş metodolojiler tasarlandı.
Entegre bir devrede kapılar, teknik olarak substrat olarak adlandırılan bir silikon gofret üzerine kuruludur. Kapı yapımı için kullanılan teknolojiye dayalı olarak, IC'ler ayrıca sinyal voltajı seviyeleri, güç tüketimi, tepki süresi ve entegrasyon ölçeği gibi temel kapı tasarımının doğal özellikleri nedeniyle TTL ve CMOS ailelerine ayrılır.
TTL hakkında daha fazla bilgi
TRW'den James L. Buie, 1961'de TTL'yi icat etti ve DL ve RTL mantığının yerini aldı ve uzun süre enstrümantasyon ve bilgisayar devreleri için tercih edilen IC idi. TTL entegrasyon yöntemleri sürekli olarak gelişmektedir ve modern paketler özel uygulamalarda hala kullanılmaktadır.
TTL mantık kapıları, bir NAND kapısı oluşturmak için birleştirilmiş bipolar bağlantı transistörleri ve dirençlerinden yapılmıştır. Giriş Düşük (IL) ve Giriş Yüksek (IH) voltaj aralıklarına sahiptir 0 < IL < 0.8 ve 2.2 < IH < 5.0 sırasıyla. Çıkış Düşük ve Çıkış Yüksek voltaj aralıkları sırasıyla 0 < OL < 0.4 ve 2.6 < OH < 5.0'dır. TTL kapılarının kabul edilebilir giriş ve çıkış voltajları, sinyal iletiminde daha yüksek düzeyde bir gürültü bağışıklığı sağlamak için statik disipline tabi tutulur.
Bir TTL geçidi, 15pF/400 ohm yük sürerken ortalama olarak 10 mW güç tüketimine ve 10nS yayılma gecikmesine sahiptir. Ancak güç tüketimi, CMOS ile karşılaştırıldığında oldukça sabittir. TTL ayrıca elektromanyetik bozulmalara karşı daha yüksek bir dirence sahiptir.
TTL'nin birçok çeşidi, uzay uygulamaları için radyasyonla sertleştirilmiş TTL paketleri ve iyi bir hız (9.5ns) ve düşük güç tüketimi (2mW) kombinasyonu sağlayan Düşük güçlü Schottky TTL (LS) gibi belirli amaçlar için geliştirilmiştir.
CMOS hakkında daha fazla bilgi
1963'te Fairchild Semiconductor'dan Frank Wanlass, CMOS teknolojisini icat etti. Ancak, ilk CMOS entegre devresi 1968'e kadar üretilmedi. Frank Wanlass, 1967'de o sırada RCA'da çalışırken buluşun patentini aldı.
CMOS mantık ailesi, iletim seviyeleri sırasında daha az güç tüketimi ve düşük gürültü gibi sayısız avantajı nedeniyle en yaygın kullanılan mantık ailesi haline geldi. Tüm yaygın mikroişlemciler, mikro denetleyiciler ve tümleşik devreler CMOS teknolojisini kullanır.
CMOS mantık kapıları, alan etkili transistörler FET'ler kullanılarak oluşturulur ve devrede çoğunlukla direnç yoktur. Sonuç olarak, CMOS kapıları, sinyal girişlerinin değişmeden kaldığı statik durum sırasında hiç güç tüketmez. Giriş Düşük (IL) ve Giriş Yüksek (IH) voltaj aralıklarına sahiptir 0 < IL < 1.5 ve 3.5 < IH < 5.0 ve Çıkış Düşük ve Çıkış Yüksek voltaj aralıkları 0 < OL < 0'dır.5 ve 4,95 < OH < 5,0 sırasıyla.
CMOS ve TTL arasındaki fark nedir?
• TTL bileşenleri, eşdeğer CMOS bileşenlerinden nispeten daha ucuzdur. Bununla birlikte, devre bileşenleri daha küçük olduğundan ve TTL bileşenlerine kıyasla daha az düzenleme gerektirdiğinden, CMO teknolojisi daha büyük ölçekte ekonomik olma eğilimindedir.
• CMOS bileşenleri, statik durum sırasında güç tüketmez, ancak güç tüketimi saat hızıyla birlikte artar. TTL ise sabit bir güç tüketimi seviyesine sahiptir.
• CMOS'un düşük akım gereksinimleri olduğundan, güç tüketimi sınırlıdır ve bu nedenle devreler daha ucuz ve güç yönetimi için tasarlanmaları daha kolaydır.
• Daha uzun yükselme ve düşüş süreleri nedeniyle, CMO'lar ortamındaki dijital sinyaller daha ucuz ve karmaşık olabilir.
• CMOS bileşenleri elektromanyetik bozulmalara TTL bileşenlerine göre daha duyarlıdır.
