دسته ای از مدارات منطقی هستند که از ترانزیستورهای BJT و مقاومت تشکیل شده اند. علت نام گذاری آنها این است که هم عمل گیت های منطقی و هم عمل تقویت کنندگی در این ICها توسط ترانزیستور صورت می گیرد (با RTL و DTL مقایسه می شوند).
کلیه ی IC های TTL استاندارد، از سطح ولتاژ 5V برای تغذیه استفاده می کنند. ورودی TTL در حالتی که مقداری بین 0 تا 0.8V (نسبت به ترمینال زمین) داشته باشند low محسوب شده. زمانی که مقداری بین 2.2V تا 5V داشته باشد High محسوب می شود (البته سطح های ولتاژ در زیر دسته های مختلف می توانند کمی متفاوت باشند). هر نوع از اطلاعات محاسباتی یا کنترلی مورد نظر را می توان با عبور سیگنال های باینری از میان ترکیباتی از گیت ها مورد استفاده قرار داد. هر سیگنال بیانگر یک متغیر باینری بوده و یک بیت از اطلاعات را حمل می کند.
CMOS
یکی از زیر دسته های اصلی ICها CMOS است. علت نامگذاری آنها این است که در ساختمان داخلی این ICها معمولا از MOSFETهای نوع n وp استفاده می شود. این دو نوع تکمیل کننده ی عملکرد یکدیگر هستند. از مشخصات مهم MOSFETها، یکی ایمنی آنها در برابر Noise و دیگری مصرف کم در حالت استاتیک است. البته در حالتی که MOSFET عمل سوئیچینگ بین ON و OFF را انجام می دهد، مصرف توان آن به میزان قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. در نتیجه CMOS ها نسبت به انواع دیگر گیت های منطقی تلفات کمتری دارند (مثلا TTL یا NMOS).
مزیت دیگر آنها این است که با استفاده از تکنولوژی CMOS قادریم تعداد زیادی گیت را در فضای نسبتا کمی جاسازیرکنیم. مزیت های ذکر شده باعث شده اند امروزه در اکثر تکنولوژی های مدرن شاهد حضور CMOS باشیم. دمای کار معمولی ICهای CMOS از 55- تا 125+ درجه سانتی گراد است.
همان طور که دیدیم یکی از تفاوت های اصلی ICهای TTL با CMOS در نوع ترانزیستوری بود که این دو دسته استفاده می کنند (TTL از BJT و CMOS از FET استفاده می نماید). این تفاوت در ساختار تفاوت های کاربردی ای را ایجاد می کند که در ادامه به آنها اشاره می شود. سرعت ICهای TTL نسبت به CMOS بیشتر است ولی ICهای CMOS دارای توان مصرفی خیلی کمتری می باشند. البته این نکته را هم باید در نظر گرفت که توان مصرفی ICهای TTL به فرکانس بستگی دارد ولی توان مصرفی ICهای CMOS با افزایش فرکانس کاری (سرعت ساعت)، افزایش می یابد. تفاوت بعدی در ولتاژ تغذیه ی این ICها است. به طوری که TTLها معمولا با ولتاژ 5V تغذیه می گردند ولی ICهای CMOS یک رنج ولتاژی برای تغذیه را ساپورت می کنند.
هنگام مقایسه، یک گیت واحد در تراشه CMOS 10 نانووات برق مصرف می کند در حالی که یک گیت معادل روی تراشه TTL تقریباً ۱۰ میلی وات برق مصرف می کند که این یعنی میزان مصرف در آِی سی TTL یک میلیون بار بیشتر از CMOS است.
تفاوت قابل توجهی در محدوده سطح ولتاژ برای هر دو وجود دارد. برای TTL مقدار ۴.۷۵ ولت تا ۵.۲۵ ولت است در حالی که برای CMOS بین ۰ تا یک سوم VDD در سطح پایین و دو سوم VDD تا VDD در سطوح بالا متغیر است. (VDD ولتاژ منبع تغذیه تراشه CMOS است).
یکی از مهمترین وقایع تاریخ مدارهای الکترونیکی دیجیتال پیشرفتی بود که در دهه 1960به دست آمد و تکنولوژی نام COMSنام گرفت.آی سی های دیجیتال CMOSساده و ارزان قیمت بوده و جریان مصرفی آنها در حال سکون نزدیک صفر م باشد.همچنین امپدانس ورودی بسیار بالایی داشته و می توانند با محدوده وسیعی از ولتاژ تغذیه نیز کار کند درنتیجه کار با آنها نسیار ساده می باشد.در اوایل دهه 1970آی سی های کاربردی CMOSبا نام سری 4000 و به صورت خانواده ای جدید از آی سی های با سرعت متوسط ارائه شدند که چشم انداز اقتصادی درخشانی را به دنبال داشت.سرعت عملکرد این خانواده جدید به اندازه آی سی های سریع TTL(سر نام کلمات Transistor-Transistor-Logic) نبود آی سی های TTL که رقیب CMOSبه شمار می آمدنددر آن زمان تحت نام سری74 ارائه می شدند.اما در اواسط دهه 1980نوع جدیدی از CMOS سریع تولید شد که عملکرد آن ازTTL نیز بهتر بود.این سری از آی سی های CMOS به عنوان عضو جدیدی از تراشه های سری 74معرفی شدند.مزایای این نوع جدید CMOS بسیارزیاد بود به طوری که از سال 1994 تراشه های
CMOS سری 74 نست به TTLعمومیت بیشتری پیدا کرده و امروزه CMOCرایج ترین تکنولوژی در آی سی های منطقی موجود در بازار به شمار می آید.
جریان مصرفی آی سی های CMOSجدید در حالت سکون معمولا0.01میکرو آمپر می باشد .ای سی های CMOSسری4000را می توان با ولتاژتغذیه 3-15ولت و سری 74را می توان با ولتاژ تغذیه 2-6ولت مورد استفاده قرار داد.امپدانس ورودی این مدارهای مجتمع در محدوده میلیون اهم بوده و ایمنی این آی سی ها در مقابل نویز بسیار عالی می باشد.
kishtech.ir
