CMOS contre TTL
Avec l'avènement de la technologie des semi-conducteurs, les circuits intégrés ont été développés, et ils ont trouvé leur place dans toutes les formes de technologie impliquant l'électronique. De la communication à la médecine, chaque appareil possède 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 avancées de semi-conducteurs présentes aujourd'hui.
Tous les circuits intégrés numériques sont implémentés 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 de portes logiques construites à l'aide de transistors et de résistances couplés est collectivement connu 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 TTL et CMOS, en raison des propriétés inhérentes à la conception fondamentale de la porte, 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 circuit intégré de choix pour l'instrumentation et les circuits informatiques. Les méthodes d'intégration TTL n'ont cessé de se développer et les packages modernes sont toujours utilisés dans des applications spécialisées.
Les portes logiques
TTL sont constituées de transistors à jonction bipolaire couplés et de résistances, pour créer une porte NAND. L'entrée basse (IL) et l'entrée haute (IH) ont des plages de tension 0 < IL < 0,8 et 2,2 < IH < 5,0 respectivement. Les plages de tension de sortie basse et de sortie haute sont 0 < OL < 0,4 et 2,6 < OH < 5,0 dans la commande. 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 délai de propagation de 10 nS, lorsqu'elle pilote une charge de 15 pF/400 ohms. Mais la consommation électrique est plutôt constante par rapport au 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 boîtiers TTL durcis aux rayonnements pour les applications spatiales et le Schottky TTL (LS) basse consommation qui offre une bonne combinaison de vitesse (9,5 ns) et de consommation d'énergie réduite (2 mW)
En savoir plus sur le 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 l'époque.
La famille logique CMOS est devenue la famille logique la plus largement utilisée en raison de ses nombreux avantages tels qu'une faible consommation d'énergie et un faible bruit pendant les 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 le circuit est pour la plupart dépourvu 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 (IL) et l'entrée haute (IH) ont des plages de tension 0 < IL < 1,5 et 3,5 < IH < 5,0 et les plages de tension de sortie basse et de sortie haute sont 0 < OL < 0.5 et 4,95 < OH < 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 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, en revanche, a un niveau de consommation d'énergie constant.
• Étant donné que le CMOS a de faibles besoins en courant, la consommation d'énergie est limitée et les circuits sont donc moins chers et plus faciles à concevoir pour la gestion de l'alimentation.
• En raison de temps de montée et de descente plus longs, les signaux numériques dans l'environnement des CMO peuvent être moins coûteux et compliqués.
• Les composants CMOS sont plus sensibles aux perturbations électromagnétiques que les composants TTL.
