CMOS ընդդեմ TTL
Կիսահաղորդչային տեխնոլոգիայի գալուստով ստեղծվեցին ինտեգրալ սխեմաներ, և դրանք գտան իրենց ճանապարհը դեպի էլեկտրոնիկան ներառող տեխնոլոգիաների բոլոր տեսակները: Հաղորդակցությունից մինչև բժշկություն, յուրաքանչյուր սարք ունի ինտեգրալային սխեմաներ, որտեղ սխեմաները, եթե դրանք իրականացվեն սովորական բաղադրիչներով, կխլեն մեծ տարածք և էներգիա, կառուցված են մանրանկարչական սիլիկոնային վաֆլի վրա՝ օգտագործելով այսօր առկա առաջադեմ կիսահաղորդչային տեխնոլոգիաները:
Բոլոր թվային ինտեգրալային սխեմաներն իրականացվում են տրամաբանական դարպասների օգտագործմամբ՝ որպես դրանց հիմնական կառուցապատման նյութ: Յուրաքանչյուր դարպաս կառուցված է փոքր էլեկտրոնային տարրերի միջոցով, ինչպիսիք են տրանզիստորները, դիոդները և ռեզիստորները:Տրամաբանական դարպասների հավաքածուն, որը կառուցված է զուգակցված տրանզիստորների և ռեզիստորների միջոցով, ընդհանուր առմամբ հայտնի է որպես TTL դարպասների ընտանիք: TTL դարպասների թերությունները հաղթահարելու համար դարպասների կառուցման համար նախագծվել են ավելի տեխնոլոգիապես առաջադեմ մեթոդոլոգիաներ, ինչպիսիք են pMOS-ը, nMOS-ը և ամենավերջին և հանրաճանաչ լրացուցիչ մետաղական օքսիդ կիսահաղորդիչների տեսակը կամ CMOS::
Ինտեգրալ շղթայում դարպասները կառուցված են սիլիկոնային վաֆլի վրա, որը տեխնիկապես կոչվում է որպես սուբստրատ: Դարպասի կառուցման համար օգտագործվող տեխնոլոգիայի հիման վրա IC-ները դասակարգվում են նաև TTL և CMOS ընտանիքների՝ հաշվի առնելով դարպասի հիմնական դիզայնի բնորոշ հատկությունները, ինչպիսիք են ազդանշանի լարման մակարդակները, էներգիայի սպառումը, արձագանքման ժամանակը և ինտեգրման մասշտաբը:
Ավելին TTL մասին
James L. Buie-ն TRW-ից հորինել է TTL-ը 1961 թվականին, և այն ծառայեց որպես փոխարինող DL-ի և RTL-ի տրամաբանությանը և երկար ժամանակ գործիքավորման և համակարգչային սխեմաների համար ընտրված IC-ն էր: TTL ինտեգրման մեթոդները շարունակաբար զարգանում են, և ժամանակակից փաթեթները դեռ օգտագործվում են մասնագիտացված ծրագրերում:
TTL տրամաբանական դարպասները կառուցված են զուգակցված երկբևեռ միացման տրանզիստորներից և ռեզիստորներից՝ NAND դարպաս ստեղծելու համար: Մուտքային ցածր (IL) և մուտքային բարձր (IH) ունեն լարման միջակայքեր 0 < IL < 0.8 և 2.2 < IH < համապատասխանաբար 5.0: Ելքային ցածր և ելքային բարձր լարման միջակայքերը 0 < OL < 0.4 և 2.6 < OH < 5.0 հերթականությամբ: TTL դարպասների ընդունելի մուտքային և ելքային լարումները ենթարկվում են ստատիկ կարգապահության՝ ազդանշանի հաղորդման մեջ աղմուկի անձեռնմխելիության ավելի բարձր մակարդակ ներմուծելու համար:
TTL դարպասը միջինում ունի 10 մՎտ էներգիայի սպառում և 10nS տարածման ուշացում՝ 15pF/400 օհմ բեռ վարելիս: Բայց էներգիայի սպառումը բավականին հաստատուն է CMOS-ի համեմատ: TTL-ն ավելի բարձր դիմադրություն ունի էլեկտրամագնիսական խափանումներին:
TTL-ի շատ տարբերակներ մշակվել են հատուկ նպատակների համար, ինչպիսիք են ճառագայթային կարծրացած TTL փաթեթները տիեզերական կիրառությունների համար և ցածր էներգիայի Schottky TTL (LS), որն ապահովում է արագության (9,5 վս) և էներգիայի նվազեցված սպառման (2 մՎտ) լավ համադրություն:
Ավելին CMOS-ի մասին
1963 թվականին Ֆրենկ Ուանլասը Fairchild Semiconductor-ից հայտնագործեց CMOS տեխնոլոգիան: Այնուամենայնիվ, առաջին CMOS ինտեգրված սխեման արտադրվել է միայն 1968 թվականին: Ֆրենկ Ուանլասը գյուտը արտոնագրել է 1967 թվականին, երբ աշխատում էր RCA-ում, այդ ժամանակ:
CMOS տրամաբանական ընտանիքը դարձել է ամենաշատ օգտագործվող տրամաբանական ընտանիքները՝ շնորհիվ իր բազմաթիվ առավելությունների, ինչպիսիք են էներգիայի պակաս սպառումը և ցածր աղմուկը փոխանցման մակարդակներում: Բոլոր ընդհանուր միկրոպրոցեսորները, միկրոկառավարիչները և ինտեգրալ սխեմաները օգտագործում են CMOS տեխնոլոգիա:
CMOS տրամաբանական դարպասները կառուցված են դաշտային էֆեկտի տրանզիստորների FET-ների միջոցով, և սխեմաները հիմնականում զուրկ են ռեզիստորներից: Արդյունքում, CMOS դարպասները ստատիկ վիճակի ժամանակ ընդհանրապես էներգիա չեն սպառում, որտեղ ազդանշանի մուտքերը մնում են անփոփոխ: Մուտքային ցածր (IL) և մուտքային բարձր (IH) ունեն լարման միջակայքեր 0 < IL < 1.5 և 3.5 < IH < 5.0 և ելքային ցածր և ելքային բարձր լարման միջակայքերը 0 < OL323 10:5 և 4.95 < OH < 5.0 համապատասխանաբար։
Ո՞րն է տարբերությունը CMOS-ի և TTL-ի միջև:
• TTL բաղադրիչները համեմատաբար ավելի էժան են, քան համարժեք CMOS բաղադրիչները: Այնուամենայնիվ, CMOs տեխնոլոգիան ավելի մեծ մասշտաբով ավելի խնայող է, քանի որ շղթայի բաղադրիչներն ավելի փոքր են և պահանջում են ավելի քիչ կարգավորում՝ համեմատած TTL բաղադրիչների հետ:
• CMOS բաղադրիչները չեն սպառում էներգիա ստատիկ վիճակում, սակայն էներգիայի սպառումը մեծանում է ժամացույցի արագության հետ: Մյուս կողմից, TTL-ն ունի էներգիայի սպառման մշտական մակարդակ:
• Քանի որ CMOS-ն ունի ցածր հոսանքի պահանջներ, էներգիայի սպառումը սահմանափակ է, և սխեմաները, հետևաբար, ավելի էժան և հեշտ նախագծված են էներգիայի կառավարման համար:
• Ավելի երկար վերելքի և անկման ժամանակների պատճառով թվային ազդանշանները CMO-ների միջավայրում կարող են լինել ավելի քիչ թանկ և բարդ:
• CMOS բաղադրիչներն ավելի զգայուն են էլեկտրամագնիսական խափանումների նկատմամբ, քան TTL բաղադրիչները:
