Probablemente sea una pregunta simple, pero ¿por qué las Puertas lógicas de CMOS creadas a partir de Only Transistors son completamente diferentes de las que usan la lógica TTL (como las BJT)? Sé que BJT ya no se usa más porque consumen energía cuando están "encendidos" en comparación con la baja cantidad de CMOS utilizada ... pero ¿no debería el "Esquema" para producir una Puerta ser el mismo?
No, las estructuras de circuito para producir puertas en TTL y CMOS son muy diferentes.
En realidad, es un tema muy complejo, porque a este nivel, no se pueden tratar los transistores (BJT o FET) como simples "interruptores". Se convierte en un problema de diseño de circuito analógico en el que se deben considerar muchos problemas: cómo fluyen las corrientes estáticas y dinámicas, donde se almacenan las cargas en los diversos "nodos" internos, conectividad entre puertas (entrada y salida de ventilador), etc.
Además, los diferentes tipos de tecnología de transistores tienen diferentes maneras de aplicarlos. El TTL "verdadero" (74xx, 74Lxx, 74Hxx, 74Sxx) utiliza un único transistor de múltiples emisores para crear una estructura NAND básica con un número arbitrario de entradas; el resto de los circuitos son básicamente búferes para que la puerta pueda conducir la siguiente (s) puerta (s) hacia abajo.
LSTTL es realmente una forma avanzada de DTL (lógica de diodo-transistor), en la que la estructura básica es una puerta AND; una vez más, los transistores son principalmente para el almacenamiento en búfer.
En CMOS, la estructura básica es un inversor de 2 transistores. Para crear otras funciones lógicas, se agregan transistores adicionales en serie / paralelo a los transistores de extracción / extracción originales del inversor. Idealmente, no hay en absoluto un consumo de corriente estática, solo la corriente dinámica de carga y descarga de las capacidades de la compuerta.
PMOS y NMOS nunca se ofrecieron como puertas estandarizadas en paquetes SSI / MSI, pero estas tecnologías se utilizaron ampliamente en el diseño de circuitos integrados personalizados durante bastante tiempo. La estructura básica de la puerta es básicamente la mitad de una puerta CMOS, pero con una activación pasiva (un transistor utilizado como fuente de corriente) como carga. Todos los primeros chips de microprocesadores fueron construidos con estas tecnologías.
Cualquier tecnología basada en transistores MOS tiene impedancias de entrada muy altas, lo que significa que el almacenamiento de carga es una forma viable de recordar valores de datos, al menos por cortos períodos de tiempo. Esto puede ahorrar un lote de transistores, y es por eso que la mayoría de los microprocesadores tempranos tenían mínimo así como frecuencias de reloj máximas. Esta técnica no se puede utilizar con la tecnología BJT.
Hay trucos que puedes hacer con transistores bipolares que no funcionan de la misma manera con MOSFET, y viceversa. Por ejemplo, las puertas lógicas TTL usan transistores con múltiples emisores en una configuración de base común como etapa de entrada. Pero incluso entonces, la lógica de la serie 74LS usó un circuito de entrada diferente (un diodo Y compuerta) para un compromiso diferente entre velocidad y potencia.
El truco de múltiples emisores no se transfiere a los FET, pero tienen sus propios trucos: los FET en modo de agotamiento se pueden convertir en auto-polarización, por ejemplo, por lo que no es sorprendente que utilicen una topología diferente para lograr el mismo fin. .
Por cierto, la lógica de CMOS en los procesos más nuevos se ejecuta a voltajes más bajos, tan bajos que los transistores nunca se apagan completamente (lógica de umbral) y sus dimensiones son tan pequeñas que los electrones pueden atravesar el túnel de manera recta. consume energía ya sea que esté encendida o apagada ...
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