Unterschied zwischen CMOS und TTL

CMOS vs. TTL

TTL steht für Transistor-Transistor-Logik. Es handelt sich um eine Klassifizierung von integrierten Schaltkreisen. Der Name leitet sich von der Verwendung von zwei Bipolar-Junction-Transistoren oder BJTs im Design jedes Logikgatters ab. CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) ist eine weitere Klassifizierung von ICs, die Feldeffekttransistoren im Design verwenden.

Der Hauptvorteil von CMOS-Chips gegenüber TTL-Chips liegt in der größeren Dichte der Logikgatter innerhalb desselben Materials. Ein einzelnes Logikgatter in einem CMOS-Chip kann aus nur zwei FETs bestehen, während ein Logikgatter in einem TTL-Chip aus einer erheblichen Anzahl von Teilen bestehen kann, da zusätzliche Komponenten wie Widerstände benötigt werden.

TTL-Chips verbrauchen im Vergleich zu CMOS-Chips insbesondere im Ruhezustand viel mehr Energie. Der Stromverbrauch eines CMOS-Chips kann abhängig von einigen Faktoren variieren. Ein Hauptfaktor beim Stromverbrauch einer CMOS-Schaltung ist die Taktrate, wobei höhere Werte zu einem höheren Stromverbrauch führen. Typischerweise kann ein einzelnes Gate in einem CMOS-Chip etwa 10 nW verbrauchen, während ein äquivalentes Gate auf einem TTL-Chip etwa 10 mW Strom verbrauchen kann. Dies ist eine so große Marge, weshalb CMOS der bevorzugte Chip in mobilen Geräten ist, bei denen Strom von einer begrenzten Quelle wie einer Batterie geliefert wird.

CMOS-Chips sind in Bezug auf die Handhabung etwas empfindlicher als TTL-Chips, da sie sehr anfällig für elektrostatische Entladungen sind. Menschen beschädigen oft unwissentlich ihre CMOS-Chips, indem sie einfach die Terminals berühren, da die Menge an statischer Elektrizität, die für die Beschädigung von CMOS-Chips erforderlich ist, zu kurz ist, um sie wahrzunehmen.

Die Bekanntheit von CMOS-Chips hat TTL-Chips in den Hintergrund gedrängt. Anstatt der primäre IC der Wahl zu sein, wird er jetzt als Komponenten verwendet, die die gesamte Schaltung als "Klebelogik" verbinden. CMOS-Chips, die die TTL-Logik emulieren, haben ebenfalls an Bedeutung gewonnen und ersetzen langsam die meisten TTL-Chips. Diese Chips haben einen ähnlichen Namen wie ihre TTL-Entsprechung, sodass Benutzer sie leicht identifizieren können.

Zusammenfassung:

1. TTL-Schaltungen verwenden BJTs, während CMOS-Schaltungen FETs verwenden.

2. CMOS ermöglicht im Vergleich zu TTL eine viel höhere Dichte an Logikfunktionen in einem einzelnen Chip.

3. TTL-Schaltungen verbrauchen im Vergleich zu ruhenden CMOS-Schaltungen mehr Strom.

4. CMOS-Chips sind im Vergleich zu TTL-Chips viel anfälliger für statische Entladungen.

5. Es gibt CMOS-Chips mit TTL-Logik, die als Ersatz für TTL-Chips gedacht sind.