CMOS vs TTL
Dengan munculnya teknologi semikonduktor, sirkuit terpadu dikembangkan, dan mereka telah menemukan jalannya ke setiap bentuk teknologi yang melibatkan elektronik. Dari komunikasi hingga kedokteran, setiap perangkat memiliki sirkuit terpadu, di mana sirkuit, jika diimplementasikan dengan komponen biasa akan menghabiskan banyak ruang dan energi, dibangun di atas wafer silikon mini menggunakan teknologi semikonduktor canggih yang ada saat ini.
Semua sirkuit terpadu digital diimplementasikan menggunakan gerbang logika sebagai blok bangunan fundamentalnya. Setiap gerbang dibangun menggunakan elemen elektronik kecil seperti transistor, dioda, dan resistor. Himpunan gerbang logika yang dibangun menggunakan transistor dan resistor yang digabungkan secara kolektif dikenal sebagai keluarga gerbang TTL. Untuk mengatasi kekurangan gerbang TTL, metodologi yang lebih berteknologi maju dirancang untuk konstruksi gerbang, seperti pMOS, nMOS dan jenis semikonduktor oksida logam komplementer yang paling baru dan populer, atau CMOS.
Dalam sirkuit terpadu, gerbang dibangun di atas wafer silikon, yang secara teknis disebut sebagai substrat. Berdasarkan teknologi yang digunakan untuk konstruksi gerbang, IC juga dikategorikan ke dalam keluarga TTL dan CMOS, karena sifat yang melekat pada desain gerbang dasar seperti level tegangan sinyal, konsumsi daya, waktu respons, dan skala integrasi.
Lebih lanjut tentang TTL
James L. Buie dari TRW menemukan TTL pada tahun 1961, dan berfungsi sebagai pengganti logika DL dan RTL, dan merupakan IC pilihan untuk instrumentasi dan sirkuit komputer untuk waktu yang lama. Metode integrasi TTL terus berkembang, dan paket modern masih digunakan dalam aplikasi khusus.
Gerbang logika
TTL dibangun dari transistor dan resistor sambungan bipolar yang digabungkan, untuk membuat gerbang NAND. Input Rendah (IL) dan Input Tinggi (IH) memiliki rentang tegangan 0 < IL < 0.8 dan 2.2 < IH < 5.0 masing-masing. Rentang tegangan Output Rendah dan Output Tinggi adalah 0 < OL < 0,4 dan 2,6 < OH < 5.0 secara berurutan. Tegangan input dan output yang dapat diterima dari gerbang TTL dikenai disiplin statis untuk memperkenalkan tingkat kekebalan kebisingan yang lebih tinggi dalam transmisi sinyal.
Gerbang TTL, rata-rata, memiliki disipasi daya 10mW dan penundaan propagasi 10nS, saat menggerakkan beban 15pF/400 ohm. Tetapi konsumsi daya agak konstan dibandingkan dengan CMOS. TTL juga memiliki ketahanan yang lebih tinggi terhadap gangguan elektromagnetik.
Banyak varian TTL dikembangkan untuk tujuan tertentu seperti paket TTL yang diperkeras radiasi untuk aplikasi luar angkasa dan Schottky TTL (LS) berdaya rendah yang memberikan kombinasi kecepatan (9,5ns) dan pengurangan konsumsi daya (2mW) yang baik.
Lebih lanjut tentang CMOS
Pada tahun 1963, Frank Wanlass dari Fairchild Semiconductor menemukan teknologi CMOS. Namun, sirkuit terpadu CMOS pertama tidak diproduksi sampai tahun 1968. Frank Wanlass mematenkan penemuan ini pada tahun 1967 saat bekerja di RCA, pada waktu itu.
Keluarga logika CMOS telah menjadi keluarga logika yang paling banyak digunakan karena banyak keuntungannya seperti konsumsi daya yang lebih sedikit dan kebisingan yang rendah selama tingkat transmisi. Semua mikroprosesor, mikrokontroler, dan sirkuit terpadu umum menggunakan teknologi CMOS.
Gerbang logika
CMOS dibangun menggunakan FET transistor efek medan, dan sebagian besar sirkuitnya tidak memiliki resistor. Akibatnya, gerbang CMOS tidak mengkonsumsi daya sama sekali selama keadaan statis, di mana input sinyal tetap tidak berubah. Input Rendah (IL) dan Input Tinggi (IH) memiliki rentang tegangan 0 < IL < 1.5 dan 3.5 < IH < 5.0 dan rentang tegangan Output Rendah dan Tinggi Output adalah 0 < OL < 0.5 dan 4.95 < OH < 5.0 masing-masing.
Apa perbedaan antara CMOS dan TTL?
• Komponen TTL relatif lebih murah daripada komponen CMOS yang setara. Namun, teknologi CMO cenderung lebih ekonomis dalam skala yang lebih besar karena komponen rangkaian lebih kecil dan memerlukan pengaturan yang lebih sedikit dibandingkan dengan komponen TTL.
• Komponen CMOS tidak mengkonsumsi daya selama keadaan statis, tetapi konsumsi daya meningkat seiring dengan laju clock. TTL, di sisi lain, memiliki tingkat konsumsi daya yang konstan.
• Karena CMOS memiliki persyaratan arus yang rendah, konsumsi daya terbatas dan sirkuit, oleh karena itu, lebih murah dan lebih mudah untuk dirancang untuk manajemen daya.
• Karena waktu naik dan turun yang lebih lama, sinyal digital di lingkungan CMO bisa lebih murah dan rumit.
• Komponen CMOS lebih sensitif terhadap gangguan elektromagnetik daripada komponen TTL.
