CMOS與TTL
隨著半導體技術的出現,集成電路得到了發展,它們已經找到了涉及電子技術的各種形式的方法。從通訊到醫學,每一個設備都有集成電路,如果用普通的元件來實現,電路會消耗大量的空間和能量,而這些電路是用當今先進的半導體技術在微型硅片上建造的。
所有的數字集成電路都是用邏輯門作為基本組成部分來實現的。每個門都是用晶體管、二極管和電阻器等小電子元件構成的。使用耦合晶體管和電阻器構造的邏輯門集合統稱為TTL門族。為了克服TTL門的缺點,人們設計了更先進的方法來構建TTL門,如pMOS、nMOS和最新流行的互補金屬氧化物半導體型CMOS。
在集成電路中,柵極是建立在硅晶片上,技術上稱為襯底。在門結構技術的基礎上,由於基本門設計的固有特性,如信號電壓電平、功耗、響應時間和集成規模,集成電路也分為TTL和CMOS兩大類。
關於TTL的更多信息
TRW的jamesl.Buie於1961年發明了TTL,它替代了DL和RTL邏輯,長期以來是儀器儀表和計算機電路的首選IC。TTL集成方法一直在不斷髮展,現代軟件包仍在專門的應用中使用。
TTL邏輯門是由耦合的雙極結晶體管和電阻構成的,用來創建一個與非門。輸入低(IL)和輸入高(IH)的電壓範圍分別為0<;IL<;0.8和2.2<;IH<;5.0。輸出低電壓和輸出高電壓範圍依次為0<;OL<;0.4和2.6<;OH<;5.0。TTL門的可接受輸入和輸出電壓受靜態約束,以在信號傳輸中引入更高水平的抗擾度。
在平均功率為10A/10A的功率為10A/L時,平均功率為15A/L。但是與CMOS相比,功耗相當穩定。TTL還具有更高的抗電磁干擾能力。
TTL的許多變體是為特定目的而開發的,例如用於空間應用的抗輻射TTL包和提供速度(9.5ns)和降低功耗(2mW)的低功耗肖特基TTL(LS)
關於CMOS的更多信息
1963年,Fairchild半導體公司的frankwanlass發明了CMOS技術。然而,第一個CMOS集成電路直到1968年才被生產出來。弗蘭克·萬拉斯1967年在RCA工作時申請了這項發明的專利。
CMOS邏輯家族以其低功耗、低噪聲等諸多優點成為應用最廣泛的邏輯家族。所有常見的微處理器、微控制器和集成電路都使用CMOS技術。
CMOS邏輯門是用場效應晶體管fet構成的,電路中大部分沒有電阻。因此,在靜態狀態下,CMOS門完全不消耗任何功率,在這種狀態下,信號輸入保持不變。輸入低(IL)和輸入高(IH)的電壓範圍分別為0<;IL<;1.5和3.5<;IH<;5.0;輸出低和輸出高電壓範圍分別為0<;OL<;0.5和4.95<;OH<;5.0。
CMOS和TTL有什麼區別?
•TTL元件相對較等效CMOS元件便宜。然而,與TTL元件相比,CMOs技術在更大的規模上趨向於經濟,因為電路元件更小並且需要更少的調節。
•CMOS組件在靜態狀態下不會消耗功率,但功耗會隨著時鐘頻率的增加而增加。另一方面,TTL具有恆定的功耗水平。
•由於CMOS具有低電流要求,功耗有限,因此電路更便宜,更易於設計用於電源管理。
•由於上升和下降時間較長,CMOs環境中的數字信號可以降低成本和複雜性。