CMOS vs TTL: Rozdíl a srovnání

Existují dva různé typy počítačových čipů: CMOS a TTL. CMOS je zkratka pro komplementární kov-oxid-polovodič. TTL je zkratka pro tranzistor-tranzistor logic. Oba se často používají k výrobě mikročipů. Oba se však liší a plní různé funkce. Abychom se dozvěděli více o rozdílu mezi CMOS a TTL, musíme pochopit jeho fungování.

Key Takeaways

1. Obvody CMOS spotřebují méně energie než obvody TTL, díky čemuž jsou vhodné pro zařízení napájená bateriemi.
2. Obvody TTL se přepínají rychleji než obvody CMOS a poskytují rychlejší odezvu aplikací.
3. Technologie CMOS je náchylnější k poškození statickým výbojem než technologie TTL.

CMOS vs TTL

Rozdíl mezi CMOS a TTL je ten, že CMOS (komplementární metal-oxid-semiconductor) je elektronická součástka v rodině logiky. CMOS se používá v počítačích a různých dalších elektronických zařízeních. TTL (tranzistor-tranzistor logic) je typ digitální logiky v rodině logiky. TTL se také používá v počítačích a různých dalších elektronických zařízeních.

CMOS, neboli komplementární polovodič oxidu kovu, používá typy PMOS a NMOS tranzistorů s efektem pole ke zpracování vstupu a výstupu. Běžně se používají v hradlech NAND a NOR a jsou ekonomicky efektivní a mají vyšší takt, díky čemuž spotřebují více energie než logické jednotky TTL nebo tranzistor-tranzistorové logické jednotky.

Logické jednotky TTL a tranzistor-tranzistor se skládají z BJT nebo bipolárních tranzistorů, které mají běžně více vstupů a výstupů. Mají o něco nižší hustotu logických hradel a vyskytují se u hradel NANA. Spotřebovávají však méně energie, a proto se používají v několika zařízeních.

Srovnávací tabulka

Parametry srovnání	CMOS	TTL
Full-form	CMOS je zkratka pro Complementary Metal Oxide Semiconductor.	TTL je zkratka pro Tranzistor-Transistor Logic.
Vynalezeno v	CMOS je novější technologie vynalezená v roce 1968.	TTL byl vynalezen v roce 1963.
Použitá technologie	Technologie používaná v jednotkách CMOS je MOSFET.	Technologie používaná v jednotkách TTL je BJT.
Účinnost	Jednotky CMOS jsou účinnější než jednotky TTL.	Jednotky TTL jsou méně účinné než jednotky CMOS.
Hluk	CMOS produkuje méně šumu.	Jednotky TTL produkují více hluku.
Statické poškození	Jednotky CMOS jsou náchylné k poškození změnami statické elektřiny.	Jednotky TTL jsou méně náchylné k poškození změnami statické elektřiny.

Co je CMOS?

Obvod CMOS používá komplementární kov-oxidový polovodič, který má N-kanál MOSFETů a p-kanál MOSFETů. Obvody CMOS mají velmi nízkou spotřebu. CMOS obvody jsou odolné vůči hluk. Obvody CMOS se používají v digitálních zařízeních, zatímco obvody TTL se používají v digitálních zařízeních, která jsou také analogová.

CMOS je zkratka pro komplementární metal-oxid-semiconductor, což je technologie integrovaného obvodu. A tento typ technologie se používal ve veškeré elektronice až do 1980. let, kdy byl nahrazen technologií TTL. Technologie CMOS se však v mnoha zařízeních používá i dnes.

Obvody CMOS se používají v noteboocích, mobilních telefonech, digitálních fotoaparátech, skenerech, tiskárnách atd. Obvody TTL se používají v počítačích, mikroprocesorech, kalkulačkách atd. Jednou z největších nevýhod CMOS je však to, že je velmi náchylný na změny v statická elektřina a má vysokou taktovací frekvenci. Navíc je dražší než jednotky TTL.

Obecně platí, že vyšší taktovací frekvence spotřebovává více energie, a přestože je ekonomicky efektivnější než TTL, spotřebovává více energie. IC jednotky CMOS lze také použít v mikroprocesorech, senzorech, paměťových čipech atd. Jde o dnes poměrně oblíbený typ IC jednotky.

Co je TTL?

Tranzistor je polovodičová součástka sloužící k zesílení resp přepnout elektronické signály a napájení. Vynalezli jej v roce 1947 John Bardeen, Walter Brattain a William Shockley. Tranzistor je a přepnout. Je to elektrická součástka, kterou lze použít k zesílení signálů. Lze jej také použít k zapínání a vypínání elektrického proudu.

V elektronice je tranzistorovo-tranzistorová logika (TTL) rodina logických rodin založených na bipolárních tranzistorech (BJT) a jejich variantách CMOS s nízkou spotřebou. V TTL je vysoké napětí 1.4 V reprezentováno binární 1 a nízké napětí 0.8 V binární 0. TTL byla nejběžněji používaná logická rodina od 1960. do 1980. let, kdy CMOS pomalu převzal. CMOS, což je vylepšení bipolární technologie, se brzy stalo alternativou TTL s nižší spotřebou.

Jednotky TTL se však stále nacházejí v tranzistorech a rezistorech a běžně se používají s hradly NANA. Mají své výhody, jako je nižší taktovací frekvence, nižší spotřeba energie a levnější jednotky TTL. Zvládnou také více vstupních a výstupních kanálů než jednotky CMOS IC.

Hustota logických hradel je však nižší než u jednotek CMOS a není tak efektivní a také produkuje šum. Jak již bylo řečeno, byla to oblíbená volba až do 70. let a dodnes se používá, avšak méně často než jednotky CMOS.

Hlavní rozdíly mezi CMOS a TTL

1. Za prvé, CMOS a TTL jsou různé typy logických hradel. Hradlo TTL používá tranzistory, zatímco hradlo CMOS používá MOSFETy.
2. Dále jsou brány CMOS také dražší než jednotky TTL.
3. CMOS brány jsou menší, což znamená, že vyžadují méně energie V konkurenci objemnějších TTL jednotek.
4. Zatímco TTL je jednodušší na použití, CMOS je efektivnější pro dlouhodobé používání.
5. CMOS brány mohou být také navrženy uvnitř DIP čipu, což TTL brány nejsou schopny.
6. CMOS používá při výrobě symetrické a komplementární tranzistory s kov-oxidovým polem typu p a n, zatímco jednotky TTL jsou složeny pouze z bipolárních tranzistorů. Tyto tranzistory plní všechny logické funkce.

Reference

1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/1050452/

Poslední aktualizace: 11. června 2023