CMOS vs TTL
ნახევარგამტარული ტექნოლოგიის მოსვლასთან ერთად განვითარდა ინტეგრირებული სქემები და მათ იპოვეს გზა ტექნოლოგიის ყველა ფორმაში, რომელიც მოიცავს ელექტრონიკას. კომუნიკაციიდან მედიცინამდე, ყველა მოწყობილობას აქვს ინტეგრირებული სქემები, სადაც სქემები, ჩვეულებრივი კომპონენტებით დანერგვის შემთხვევაში, მოიხმარს დიდ სივრცეს და ენერგიას, აგებულია მინიატურული სილიკონის ვაფლზე, დღეს არსებული მოწინავე ნახევარგამტარული ტექნოლოგიების გამოყენებით.
ყველა ციფრული ინტეგრირებული სქემები დანერგილია ლოგიკური კარიბჭის გამოყენებით, როგორც მათი ძირითადი სამშენებლო ბლოკი. თითოეული კარიბჭე აგებულია მცირე ელექტრონული ელემენტების გამოყენებით, როგორიცაა ტრანზისტორები, დიოდები და რეზისტორები.დაწყვილებული ტრანზისტორებისა და რეზისტორების გამოყენებით აგებული ლოგიკური კარიბჭეების ნაკრები ერთობლივად ცნობილია როგორც TTL კარიბჭის ოჯახი. TTL კარიბჭეების ნაკლოვანებების დასაძლევად უფრო ტექნოლოგიურად მოწინავე მეთოდოლოგია შეიქმნა კარიბჭეების კონსტრუქციისთვის, როგორიცაა pMOS, nMOS და უახლესი და პოპულარული დამატებითი ლითონის ოქსიდის ნახევარგამტარული ტიპი, ან CMOS..
ინტეგრირებულ წრეში, კარიბჭეები აგებულია სილიკონის ვაფლზე, რომელსაც ტექნიკურად უწოდებენ სუბსტრატს. კარიბჭის კონსტრუქციისთვის გამოყენებული ტექნოლოგიის მიხედვით, IC-ები ასევე იყოფა TTL და CMOS ოჯახებად, ფუნდამენტური კარიბჭის დიზაინის თანდაყოლილი თვისებების გამო, როგორიცაა სიგნალის ძაბვის დონეები, ენერგიის მოხმარება, რეაგირების დრო და ინტეგრაციის მასშტაბი.
მეტი TTL შესახებ
James L. Buie-მ TRW-დან გამოიგონა TTL 1961 წელს და იგი ჩანაცვლდა DL და RTL ლოგიკით და იყო არჩევითი IC ინსტრუმენტებისა და კომპიუტერული სქემებისთვის დიდი ხნის განმავლობაში. TTL ინტეგრაციის მეთოდები განუწყვეტლივ ვითარდებოდა და თანამედროვე პაკეტები კვლავ გამოიყენება სპეციალიზებულ აპლიკაციებში.
TTL ლოგიკური კარიბჭე აგებულია დაწყვილებული ბიპოლარული შეერთების ტრანზისტორებისა და რეზისტორებისგან, რათა შეიქმნას NAND კარიბჭე. შეყვანის დაბალი (IL) და შეყვანის მაღალი (IH) აქვთ ძაბვის დიაპაზონი 0 < IL < 0.8 და 2.2 < IH < 5.0 შესაბამისად. გამომავალი დაბალი და გამომავალი მაღალი ძაბვის დიაპაზონი არის 0 < OL < 0.4 და 2.6 < OH < 5.0 თანმიმდევრობით. TTL კარიბჭეების მისაღები შემავალი და გამომავალი ძაბვები ექვემდებარება სტატიკური დისციპლინას სიგნალის გადაცემაში ხმაურის იმუნიტეტის უფრო მაღალი დონის დანერგვის მიზნით.
TTL კარიბჭეს, საშუალოდ, აქვს 10 მვტ ენერგიის გაფრქვევა და 10nS გამრავლების შეფერხება 15pF/400 ohm დატვირთვის მართვისას. მაგრამ ენერგიის მოხმარება საკმაოდ მუდმივია CMOS-თან შედარებით. TTL-ს ასევე აქვს უფრო მაღალი წინააღმდეგობა ელექტრომაგნიტური შეფერხებების მიმართ.
TTL-ის მრავალი ვარიანტი შემუშავებულია კონკრეტული მიზნებისთვის, როგორიცაა რადიაციული გამაგრებული TTL პაკეტები კოსმოსური აპლიკაციებისთვის და დაბალი სიმძლავრის Schottky TTL (LS), რომელიც უზრუნველყოფს სიჩქარის (9.5ns) და შემცირებული ენერგიის მოხმარებას (2mW)
მეტი CMOS-ის შესახებ
1963 წელს ფრენკ ვანლასმა Fairchild Semiconductor-მა გამოიგონა CMOS ტექნოლოგია. თუმცა, პირველი CMOS ინტეგრირებული მიკროსქემა 1968 წლამდე არ იყო წარმოებული. ფრენკ ვანლასმა გამოგონება დააპატენტა 1967 წელს, როდესაც მუშაობდა RCA-ში, იმ დროს.
CMOS ლოგიკური ოჯახი გახდა ყველაზე ფართოდ გამოყენებული ლოგიკური ოჯახი მრავალი უპირატესობის გამო, როგორიცაა ენერგიის ნაკლები მოხმარება და დაბალი ხმაური გადაცემის დონეზე. ყველა საერთო მიკროპროცესორი, მიკროკონტროლერი და ინტეგრირებული სქემები იყენებს CMOS ტექნოლოგიას.
CMOS ლოგიკური კარიბჭეები აგებულია ველის ეფექტის ტრანზისტორების FET-ების გამოყენებით და სქემები ძირითადად მოკლებულია რეზისტორებს. შედეგად, CMOS კარიბჭეები საერთოდ არ მოიხმარენ ენერგიას სტატიკური მდგომარეობის დროს, სადაც სიგნალის შეყვანა უცვლელი რჩება. შეყვანის დაბალი (IL) და შეყვანის მაღალი (IH) აქვთ ძაბვის დიაპაზონი 0 < IL < 1.5 და 3.5 < IH < 5.0 და გამომავალი დაბალი და გამომავალი მაღალი ძაბვის დიაპაზონი არის 0 < OL323 0.5 და 4.95 < OH < 5.0 შესაბამისად.
რა განსხვავებაა CMOS-სა და TTL-ს შორის?
• TTL კომპონენტები შედარებით იაფია, ვიდრე ექვივალენტური CMOS კომპონენტები. თუმცა, CMOs ტექნოლოგია უფრო ეკონომიურია უფრო დიდი მასშტაბით, რადგან მიკროსქემის კომპონენტები უფრო მცირეა და ნაკლებ რეგულირებას მოითხოვს TTL კომპონენტებთან შედარებით.
• CMOS კომპონენტები არ მოიხმარენ ენერგიას სტატიკური მდგომარეობის დროს, მაგრამ ენერგიის მოხმარება იზრდება საათის სიჩქარით. TTL-ს, მეორე მხრივ, აქვს ენერგიის მოხმარების მუდმივი დონე.
• ვინაიდან CMOS-ს აქვს დაბალი დენის მოთხოვნები, ენერგიის მოხმარება შეზღუდულია და, შესაბამისად, სქემები უფრო იაფი და ადვილია დაპროექტებული ენერგიის მართვისთვის.
• აწევისა და დაცემის ხანგრძლივი დროის გამო, ციფრული სიგნალები CMOs გარემოში შეიძლება იყოს ნაკლებად ძვირი და რთული.
• CMOS კომპონენტები უფრო მგრძნობიარეა ელექტრომაგნიტური შეფერხებების მიმართ, ვიდრე TTL კომპონენტები.
