CMOS vs TTL
Com o advento da tecnologia de semicondutores, circuitos integrados foram desenvolvidos, e eles encontraram seu caminho para todas as formas de tecnologia envolvendo eletrônica. Da comunicação à medicina, cada dispositivo tem circuitos integrados, onde os circuitos, se implementados com componentes comuns consumiriam grande espaço e energia, são construídos em uma pastilha de silício em miniatura usando tecnologias de semicondutor avançadas atuais.
Todos os circuitos integrados digitais são implementados usando portas lógicas como seu bloco de construção fundamental. Cada porta é construída usando pequenos elementos eletrônicos, como transistores, diodos e resistores. O conjunto de portas lógicas construídas usando transistores e resistores acoplados são conhecidos coletivamente como família de portas TTL. Para superar as deficiências das portas TTL, metodologias mais avançadas tecnologicamente foram projetadas para a construção de portas, como pMOS, nMOS e o tipo de semicondutor de óxido de metal complementar mais recente e popular, ou CMOS.
Em um circuito integrado, as comportas são construídas sobre um wafer de silício, tecnicamente chamado de substrato. Com base na tecnologia usada para a construção do portão, os ICs também são categorizados em famílias TTL e CMOS, por causa das propriedades inerentes do design do portão fundamental, como níveis de tensão do sinal, consumo de energia, tempo de resposta e escala de integração.
Mais sobre TTL
James L. Buie da TRW inventou o TTL em 1961, e ele serviu como um substituto para a lógica DL e RTL, e foi o IC preferido para instrumentação e circuitos de computador por muito tempo. Os métodos de integração TTL têm se desenvolvido continuamente e pacotes modernos ainda são usados em aplicativos especializados.
As portas lógicas TTL são construídas com transistores e resistores de junção bipolar acoplados, para criar uma porta NAND. A entrada baixa (I L) e a entrada alta (I H) têm faixas de tensão 0 <I L <0,8 e 2,2 <I H <5,0, respectivamente. As faixas de tensão de saída baixa e saída alta são 0 <O L <0,4 e 2,6 <O H <5,0 no pedido. As tensões de entrada e saída aceitáveis das portas TTL estão sujeitas à disciplina estática para introduzir um nível mais alto de imunidade a ruído na transmissão do sinal.
Uma porta TTL, em média, tem uma dissipação de potência de 10mW e um retardo de propagação de 10nS, ao conduzir uma carga de 15pF / 400 ohm. Mas o consumo de energia é bastante constante em comparação com o CMOS. TTL também tem maior resistência a interrupções eletromagnéticas.
Muitas variantes de TTL são desenvolvidas para fins específicos, como pacotes TTL de radiação endurecida para aplicações espaciais e Schottky TTL (LS) de baixa potência que fornece uma boa combinação de velocidade (9,5ns) e consumo de energia reduzido (2mW)
Mais sobre CMOS
Em 1963, Frank Wanlass da Fairchild Semiconductor inventou a tecnologia CMOS. No entanto, o primeiro circuito integrado CMOS não foi produzido até 1968. Frank Wanlass patenteou a invenção em 1967 enquanto trabalhava na RCA, naquela época.
A família lógica CMOS se tornou a família lógica mais amplamente utilizada devido às suas inúmeras vantagens, como menor consumo de energia e baixo ruído durante os níveis de transmissão. Todos os microprocessadores, microcontroladores e circuitos integrados comuns usam a tecnologia CMOS.
As portas lógicas CMOS são construídas usando transistores de efeito de campo FETs, e o circuito é praticamente desprovido de resistores. Como resultado, as portas CMOS não consomem nenhuma energia durante o estado estático, onde as entradas de sinal permanecem inalteradas. A entrada baixa (I L) e a entrada alta (I H) têm faixas de tensão 0 <I L <1,5 e 3,5 <I H <5,0 e as faixas de tensão de saída baixa e saída alta são 0 <O L <0,5 e 4,95 <O H <5,0 respectivamente.
Qual é a diferença entre CMOS e TTL?
• Os componentes TTL são relativamente mais baratos do que os componentes CMOS equivalentes. No entanto, a tecnologia CMOs tende a ser econômica em uma escala maior, pois os componentes do circuito são menores e requerem menos regulação em comparação com os componentes TTL.
• Os componentes CMOS não consomem energia durante o estado estático, mas o consumo de energia aumenta com a taxa de clock. O TTL, por outro lado, tem um nível de consumo de energia constante.
• Como o CMOS tem requisitos de baixa corrente, o consumo de energia é limitado e os circuitos, portanto, mais baratos e fáceis de serem projetados para gerenciamento de energia.
• Devido aos tempos de subida e descida mais longos, os sinais digitais em ambiente CMOs podem ser menos caros e complicados.
• Os componentes CMOS são mais sensíveis a interrupções eletromagnéticas do que os componentes TTL.
