Différence entre CMOS et TTL

CMOS vs TTL

Avec l'avènement de la technologie des semi-conducteurs, les circuits intégrés ont été développés et ils ont trouvé leur chemin dans toutes les technologies faisant appel à l'électronique. De la communication à la médecine, chaque dispositif est doté de circuits intégrés. Ces circuits, s’ils utilisent des composants ordinaires et consomment beaucoup d’espace et d’énergie, sont construits sur une tranche de silicium miniature utilisant les technologies de semi-conducteurs avancées actuelles..

Tous les circuits intégrés numériques sont mis en oeuvre en utilisant des portes logiques comme bloc de construction fondamental. Chaque porte est construite en utilisant de petits éléments électroniques tels que des transistors, des diodes et des résistances. L'ensemble de portes logiques construites à l'aide de transistors et de résistances couplés est collectivement appelé famille de portes TTL. Pour surmonter les faiblesses des portes TTL, des méthodologies plus avancées sur le plan technologique ont été conçues pour la construction de portes, telles que pMOS, nMOS et le type de semi-conducteur à oxyde de métal complémentaire le plus récent et les plus populaires, ou CMOS.

Dans un circuit intégré, les portes sont construites sur une tranche de silicium, techniquement appelée substrat. Sur la base de la technologie utilisée pour la construction de portes, les circuits intégrés sont également classés en familles de TTL et CMOS, en raison des propriétés inhérentes à la conception de porte fondamentale, telles que les niveaux de tension du signal, la consommation d'énergie, le temps de réponse et l'échelle d'intégration.

En savoir plus sur TTL

James L. Buie de TRW a inventé le TTL en 1961, qui remplaçait la logique DL et RTL. Il a longtemps été le circuit intégré de choix pour l’instrumentation et les circuits informatiques. Les méthodes d'intégration TTL se développent continuellement et les packages modernes sont encore utilisés dans des applications spécialisées.

Les portes logiques TTL sont constituées de transistors et de résistances à jonction bipolaires couplés, afin de créer une porte NAND. Entrée basse (I_L) et entrée haute (I_H) ont des plages de tension de 0 < I_L < 0.8 and 2.2 < I_H < 5.0 respectively. The Output Low and Output High voltage ranges are 0 < O_L < 0.4 and 2.6 < O_H < 5.0 in the order. The acceptable input and output voltages of the TTL gates are subjected to static discipline to introduce a higher level of noise immunity in the signal transmission.

Une porte TTL, en moyenne, présente une dissipation de puissance de 10 mW et un temps de propagation de 10 nS, lorsqu’elle gère une charge de 15 pF / 400 ohm. Mais la consommation électrique est plutôt constante par rapport à la CMOS. TTL a également une plus grande résistance aux perturbations électromagnétiques.

De nombreuses variantes de TTL sont développées à des fins spécifiques, telles que les packages TTL durcis par les radiations pour les applications spatiales et les solutions TTL Schottky (LS) à faible consommation qui offrent une bonne combinaison de vitesse (9,5 nm) et de consommation d'énergie réduite (2 mW).

En savoir plus sur CMOS

En 1963, Frank Wanlass de Fairchild Semiconductor a inventé la technologie CMOS. Cependant, le premier circuit intégré CMOS n’a été produit qu’en 1968. Frank Wanlass a breveté l’invention en 1967 alors qu’il travaillait chez RCA..

La famille de logique CMOS est devenue la famille de logique la plus largement utilisée en raison de ses nombreux avantages, tels qu'une consommation d'énergie moindre et un faible bruit pendant les niveaux de transmission. Tous les microprocesseurs, microcontrôleurs et circuits intégrés communs utilisent la technologie CMOS.

Les portes logiques CMOS sont construites à l'aide de FET à transistors à effet de champ, et le circuit est essentiellement dépourvu de résistances. Par conséquent, les portes CMOS ne consomment aucune énergie pendant l'état statique, où les entrées de signal restent inchangées. Entrée basse (I_L) et entrée haute (I_H) ont des plages de tension de 0 < I_L < 1.5 and 3.5 < I_H < 5.0 and the Output Low and Output High voltage ranges are 0 < O_L < 0.5 and 4.95 < O_H < 5.0 respectively.

Quelle est la différence entre CMOS et TTL?

• Les composants TTL sont relativement moins chers que les composants CMOS équivalents. Cependant, la technologie CMO tend à être économique à plus grande échelle car les composants du circuit sont plus petits et nécessitent moins de régulation que les composants TTL..

• Les composants CMOS ne consomment pas d'énergie pendant l'état statique, mais la consommation augmente avec la fréquence d'horloge. TTL, en revanche, a un niveau de consommation d'énergie constant.

• Étant donné que les besoins en courant du CMOS sont faibles, la consommation électrique est limitée et les circuits sont donc moins chers et plus faciles à concevoir pour la gestion de l'alimentation..

• En raison des temps de montée et de descente plus longs, les signaux numériques dans l’environnement des organismes de gestion collective peuvent être moins coûteux et plus complexes.

• Les composants CMOS sont plus sensibles aux perturbations électromagnétiques que les composants TTL.