CMOS vs TTL
Avec l'avènement de la technologie des semi-conducteurs, des circuits intégrés ont été développés, et ils ont trouvé son chemin vers toutes les formes de technologie impliquant l'électronique. De la communication à la médecine, chaque appareil a des circuits intégrés, où les circuits, s'ils étaient mis en œuvre avec des composants ordinaires consommeraient beaucoup d'espace et d'énergie, sont construits sur une plaquette de silicium miniature utilisant les technologies de semi-conducteurs avancées présentes aujourd'hui.
Tous les circuits intégrés numériques sont mis en œuvre en utilisant des portes logiques comme bloc de construction fondamental. Chaque porte est construite à l'aide de petits éléments électroniques tels que des transistors, des diodes et des résistances. L'ensemble des portes logiques construites à l'aide de transistors couplés et de résistances est collectivement connue sous le nom de famille de portes TTL. Pour surmonter les lacunes 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 métallique complémentaire le plus récent et le plus populaire, ou CMOS.
Dans un circuit intégré, les grilles sont construites sur une plaquette de silicium, techniquement appelée substrat. Sur la base de la technologie utilisée pour la construction de la porte, les circuits intégrés sont également classés en familles de TTL et CMOS, en raison des propriétés inhérentes à la conception de la 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, et il a remplacé la logique DL et RTL, et a longtemps été le CI de choix pour les circuits d'instrumentation et d'ordinateurs. Les méthodes d'intégration TTL se sont continuellement développées et les packages modernes sont toujours utilisés dans des applications spécialisées.
Les portes logiques TTL sont constituées de transistors et de résistances à jonction bipolaire couplés, pour créer une porte NAND. L'entrée basse (I L) et l'entrée haute (I H) ont des plages de tension 0 <I L <0,8 et 2,2 <I H <5,0 respectivement. Les plages de tension de sortie basse et de sortie haute sont 0 <O L <0,4 et 2,6 <O H <5,0 dans l'ordre. Les tensions d'entrée et de sortie acceptables des portes TTL sont soumises à une discipline statique pour introduire un niveau plus élevé d'immunité au bruit dans la transmission du signal.
Une porte TTL, en moyenne, a une dissipation de puissance de 10 mW et un retard de propagation de 10 nS, lors de la conduite d'une charge de 15 pF / 400 ohms. Mais la consommation électrique est plutôt constante par rapport au CMOS. Le TTL a également une meilleure résistance aux perturbations électromagnétiques.
De nombreuses variantes de TTL sont développées à des fins spécifiques telles que les boîtiers TTL durcis aux radiations pour les applications spatiales et le Schottky TTL (LS) à faible puissance qui offre une bonne combinaison de vitesse (9,5 ns) 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, à cette époque.
La famille de logiques CMOS est devenue la famille de logiques la plus largement utilisée en raison de ses nombreux avantages tels qu'une consommation d'énergie moindre et un faible bruit lors des niveaux de transmission. Tous les microprocesseurs, microcontrôleurs et circuits intégrés courants utilisent la technologie CMOS.
Les portes logiques CMOS sont construites à l'aide de transistors à effet de champ FET et les circuits sont pour la plupart dépourvus de résistances. En conséquence, les portes CMOS ne consomment aucune énergie pendant l'état statique, où les entrées de signal restent inchangées. L'entrée basse (I L) et l'entrée haute (I H) ont des plages de tension 0 <I L <1,5 et 3,5 <I H <5,0 et les plages de tension de sortie basse et haute de sortie sont 0 <O L <0,5 et 4,95 <O H <5,0 respectivement.
Quelle est la différence entre CMOS et TTL?
• Les composants TTL sont relativement moins chers que les composants CMOS équivalents. Cependant, la technologie des CMO a tendance à être économique à plus grande échelle car les composants du circuit sont plus petits et nécessitent moins de régulation par rapport aux composants TTL.
• Les composants CMOS ne consomment pas d'énergie pendant l'état statique, mais la consommation d'énergie augmente avec la fréquence d'horloge. TTL, par contre, a un niveau de consommation d'énergie constant.
• Le CMOS ayant de faibles besoins en courant, la consommation d'énergie est limitée et les circuits, par conséquent, 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 CMO peuvent être moins coûteux et moins compliqués.
• Les composants CMOS sont plus sensibles aux perturbations électromagnétiques que les composants TTL.
