Аббревиатура CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) или КМОП (комплементарный металл-оксид-полупроводник) означает, что структура интегрального компонента построена на полевых транзисторах.
TTL (Time To Live) расшифровывается как ТТЛ (транзисторно-транзисторная логика). Это способ построения микросхем на биполярных транзисторах. Отличаются они параметрами, свойствами и уровнями логических значений. Есть комплексные микросхемы, использующие в своём составе обе технологии.
Основные отличия CMOS от TTL
Технология CMOS была запатентована в 1967 году, когда с 1961 года вместе с диодной и резисторной логикой уже использовалась TTL. Логические вентили TTL были в приоритете использования, так как обладают высокой устойчивостью к электромагнитным помехам. А структура CMOS всегда отличалась высоким входным сопротивлением и малым энергопотреблением.
Однако с повышением частоты переключения каскадов CMOS, их ток потребления сильно возрастает. А из-за высокоомности входных цепей, помехоустойчивость резко падает. Этот недостаток был причиной редкого использования микросхем такого типа в скоростной цифровой электронике. Лишь постоянные усовершенствования и доработки топологии позволили не только улучшить свойства, но и добиться приоритета в применении.
Микросхемы TTL:
- более критичны к напряжению питания;
- потребление мощности с ростом частоты остаётся практически на неизменном уровне.
Согласование цифровых уровней CMOS и TTL
Логические уровни CMOS и TTL имеют отличия, поэтому они не всегда совместимы для разных типов логики. У некоторых интегральных компонентов входы или выходы могут быть приспособлены для совместного использования. Существуют специальные логические элементы, которые преобразуют цифровой сигнал CMOS в TTL или наоборот.
Отличительные свойства техники CMOS от TTL при разных условиях эксплуатации
Многим потребителям кажется, что техника, построенная по CMOS-технологии лучше, чем на микросхемах TTL из-за низкого потребления тока каскадами логики. Это так, если не учитывать среду эксплуатирования и степень защиты IP корпуса. Логические элементы TTL имеют меньшее сопротивление входных и выходных цепей, которое снижает экономичность. А это значит, что влияние влажности среды на межплатные соединения элементов монтажа остаётся минимальным.
Монтажные соединения микросхем, построенных на полевых транзисторах, производители покрывают лаком. Этим простым способом якобы решается проблема защиты от влаги. Однако на практике это улучшение служит не долгое время. Если в лаке образуются трещины и в них попадает влага, то это может привести к сбоям в работе устройства, собранного по CMOS-технологии. TTL в этом плане менее критичны.
На практике, если электронику предполагается использовать в условиях с повышенной влажностью, поплатившись повышенным потреблением, то используют TTL микросхемы. Пример аппаратов:
- персональные компьютеры, серверы;
- электроника транспортной техники;
- автоматика и приборы, используемые в экстремальных условиях;
- датчики и пр.
Для переносной техники важным параметром является экономичность, поэтому для ее создания используют микросхемы технологии CMOS. Этой структурой обладают преимущественно такие устройства:
- ноутбуки и нетбуки;
- сотовые телефоны, смартфоны, планшеты;
- переносные устройства и гаджеты.
Качество электронных устройств напрямую зависит от используемых в ней компонентов. Компания «ЗУМ-СМД» имеет обширный каталог микросхем и микроконтроллеров, собранных по технологии CMOS и TTL и используемых для различных сфер производства электронной техники.