¿Cuáles son las diferencias básicas entre señales CMOS y TTL?

Actualizado el Dec 26, 2019

Reportado en

Hardware

  • PCI-6230

Detalles del problema

¿Cuáles son algunas de las diferencias entre señales CMOS y TTL y cómo se comparan?

Solución

Características de la lógica CMOS:
  • Baja disipación de potencia: la disipación de potencia depende de la tensión de alimentación, la frecuencia, la carga de salida y el tiempo de subida de la entrada. Con una carga de 1 MHz y 50 pF, la disipación de potencia suele ser de 10 nW por compuerta.
  • Retrasos de propagación cortos: dependiendo de la fuente de alimentación, los retrasos de propagación suelen ser de alrededor de 25 nS a 50 nS.
  • Los tiempos de subida y bajada están controlados: las subidas y bajadas generalmente se asemejan a funciones rampa en lugar de funciones escalón, y son de 20 a 40% más largas que los retrasos de propagación.
  • La inmunidad al ruido se acerca al 50% o al 45% de la oscilación de la lógica combinacional.
  • Los niveles de la señal lógica serán esencialmente iguales a la potencia suministrada ya que la impedancia de entrada es muy alta.
  • Los niveles de voltaje varían de 0 a VDD, donde VDD es el voltaje de alimentación. Un nivel bajo está en cualquier lugar entre 0 y 1/3 VDD, mientras que un nivel alto está entre 2/3 VDD y VDD.

Características de la lógica TTL:
  • La disipación de potencia suele ser de 10 mW por compuerta.
  • Los retrasos de propagación son de 10 nS cuando se conduce una carga de 15 pF / 400 ohmios.
  • Los niveles de voltaje varían de 0 a Vcc, donde Vcc es típicamente de 4.75V a 5.25V. El rango de voltaje 0V - 0.8V crea el nivel lógico 0. El rango de voltaje 2V - Vcc crea el nivel lógico 1.


CMOS comparado con TTL:
  • Los circuitos CMOS no consumen tanta energía como los circuitos TTL mientras están en reposo. Sin embargo, el consumo de energía CMOS aumenta más rápido con velocidades de reloj más altas que TTL. Un menor consumo de corriente requiere una menor distribución de la fuente de alimentación, lo que provoca un diseño más simple y económico.
  • Debido a los tiempos de subida y caída más largos, la transmisión de señales digitales se vuelve más simple y menos costosa con los chips CMOS.
  • Los componentes CMOS son más susceptibles al daño por descarga electrostática que los componentes TTL.
Recurso: National Semiconductor CMOS Logic Databook y National Semiconductor LS / S / TTL Logic Databook

Información adicional

Los componentes CMOS suelen ser más caros que los equivalentes TTL. Sin embargo, la tecnología CMOS suele ser menos costosa a nivel de sistema debido a que los chips CMOS son más pequeños y requieren menos regulación.