'ஃபீல்ட் எஃபெக்ட் டிரான்சிஸ்டருக்கு' காப்புரிமை குறைந்தது இருபது வருடங்களுக்குள் இருமுனை டிரான்சிஸ்டரை உருவாக்குவதற்கு முன்பே இருந்தது என்பதை அறிவது ஆச்சரியமாக இருக்கலாம். இருப்பினும், இருமுனை டிரான்சிஸ்டர்கள் வணிக ரீதியாக விரைவாகப் பிடிக்கப்பட்டன, 1960 களில் இருமுனை டிரான்சிஸ்டர்களால் செய்யப்பட்ட முதல் சில்லு தோன்றியது, மோஸ்ஃபெட் உற்பத்தி தொழில்நுட்பம் 1980 களில் பூரணப்படுத்தப்பட்டு விரைவில் அவர்களின் இருமுனை உறவினர்களை முந்தியது.
புள்ளி தொடர்பு டிரான்சிஸ்டர் 1947 இல் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட பிறகு, விஷயங்கள் விரைவாக நகரத் தொடங்கின. அடுத்த ஆண்டில் முதல் இருமுனை டிரான்சிஸ்டரின் கண்டுபிடிப்பு வந்தது. பின்னர் 1958 ஆம் ஆண்டில், ஜாக் கில்பி முதல் ஒருங்கிணைந்த சுற்றுடன் வந்தார், இது ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட டிரான்சிஸ்டர்களை ஒரே டைவில் வைத்தது. பதினொரு ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, அப்பல்லோ 11 சந்திரனில் இறங்கியது, புரட்சிகர அப்பல்லோ வழிகாட்டல் கணினிக்கு நன்றி, இது உலகின் முதல் உட்பொதிக்கப்பட்ட கணினி ஆகும். இது பழமையான இரட்டை மூன்று உள்ளீடு NOR கேட் ஐ.சி.க்களைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்டது, இது ஒரு வாயிலுக்கு 3 டிரான்சிஸ்டர்களைக் கொண்டிருந்தது.
இது பிரபலமான டி.டி.எல் (டிரான்சிஸ்டர்-டிரான்சிஸ்டர் லாஜிக்) தொடர் லாஜிக் சில்லுகளுக்கு வழிவகுத்தது, அவை இருமுனை டிரான்சிஸ்டர்களைப் பயன்படுத்தி கட்டப்பட்டன. இந்த சில்லுகள் 5 வி ஓடியது மற்றும் 25 மெகா ஹெர்ட்ஸ் வேகத்தில் இயங்கக்கூடும்.
இவை விரைவில் ஷாட்கி கிளம்பப்பட்ட டிரான்சிஸ்டர் தர்க்கத்திற்கு வழிவகுத்தன, இது செறிவூட்டலைத் தடுக்க அடிப்படை மற்றும் சேகரிப்பாளருக்கு குறுக்கே ஒரு ஷாட்கி டையோடு சேர்த்தது, இது சேமிப்பக கட்டணத்தை வெகுவாகக் குறைத்தது மற்றும் மாறுதல் நேரங்களைக் குறைத்தது, இதன் விளைவாக சேமிப்பக கட்டணம் காரணமாக பரப்புதல் தாமதம் குறைந்தது.
இருமுனை டிரான்சிஸ்டர் அடிப்படையிலான தர்க்கத்தின் மற்றொரு தொடர் ஈ.சி.எல் (எமிட்டர் கப்பிள்ட் லாஜிக்) தொடர் ஆகும், இது எதிர்மறை மின்னழுத்தங்களில் இயங்குகிறது, அடிப்படையில் அவற்றின் நிலையான டி.டி.எல் சகாக்களுடன் ஒப்பிடும்போது 'பின்னோக்கி' இயங்குகிறது ஈ.சி.எல் 500 மெகா ஹெர்ட்ஸ் வரை இயங்கக்கூடும்.
இந்த நேரத்தில் CMOS (நிரப்பு மெட்டல் ஆக்சைடு குறைக்கடத்தி) தர்க்கம் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. இது என்-சேனல் மற்றும் பி-சேனல் சாதனங்களைப் பயன்படுத்தியது, எனவே இந்த பெயர் நிரப்பு.
TTL VS CMOS: நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள்
முதல் மற்றும் அதிகம் பேசப்படுவது மின் நுகர்வு - டி.டி.எல் CMOS ஐ விட அதிக சக்தியை பயன்படுத்துகிறது.
டி.டி.எல் உள்ளீடு இருமுனை டிரான்சிஸ்டரின் அடிப்படை மட்டுமே என்ற பொருளில் இது உண்மை, அதை இயக்க சில மின்னோட்டம் தேவைப்படுகிறது. உள்ளீட்டு மின்னோட்டத்தின் அளவு 1.6mA வரை மூழ்கி உள்ளே இருக்கும் சுற்றுவட்டத்தைப் பொறுத்தது. பல டி.டி.எல் உள்ளீடுகள் ஒரு டி.டி.எல் வெளியீட்டில் இணைக்கப்படும்போது இது ஒரு சிக்கலாக மாறும், இது வழக்கமாக ஒரு இழுப்பு மின்தடை அல்லது மோசமாக இயக்கப்படும் உயர் பக்க டிரான்சிஸ்டர் ஆகும்.
மறுபுறம், CMOS டிரான்சிஸ்டர்கள் புலம்-விளைவு, வேறுவிதமாகக் கூறினால், வாயிலில் ஒரு மின்சார புலம் இருப்பது போதுமானது, குறைக்கடத்தி சேனலை கடத்தலுக்கு செல்வாக்கு செலுத்த போதுமானது. கோட்பாட்டில், வாயிலின் சிறிய கசிவு மின்னோட்டத்தைத் தவிர வேறு எந்த மின்னோட்டமும் வரையப்படவில்லை, இது பெரும்பாலும் பைக்கோ- அல்லது நானோஆம்ப்களின் வரிசையில் இருக்கும். இருப்பினும், அதிக வேகத்தில் கூட அதே குறைந்த மின்னோட்ட நுகர்வு உண்மை என்று சொல்ல முடியாது. ஒரு CMOS சிப்பின் உள்ளீடு சில கொள்ளளவைக் கொண்டுள்ளது, எனவே ஒரு வரையறுக்கப்பட்ட உயர்வு நேரம். அதிக அதிர்வெண்ணில் உயர்வு நேரம் வேகமாக இருப்பதை உறுதி செய்ய, ஒரு பெரிய மின்னோட்டம் தேவைப்படுகிறது, இது MHz அல்லது GHz அதிர்வெண்களில் பல ஆம்ப்களின் வரிசையில் இருக்கலாம். டி.டி.எல் போலல்லாமல், உள்ளீடு நிலையை மாற்ற வேண்டியிருக்கும் போது மட்டுமே இந்த மின்னோட்டம் நுகரப்படும், அங்கு சிக்னலுடன் சார்பு மின்னோட்டம் இருக்க வேண்டும்.
வெளியீடுகளுக்கு வரும்போது, CMOS மற்றும் TTL ஆகியவை அவற்றின் சொந்த நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள் உள்ளன. டி.டி.எல் வெளியீடுகள் டோட்டெம் கம்பம் அல்லது இழுக்கப்படுகின்றன. டோட்டெம் கம்பத்துடன், வெளியீடு தண்டவாளத்தின் 0.5 வி க்குள் மட்டுமே ஆட முடியும். இருப்பினும், வெளியீட்டு நீரோட்டங்கள் அவற்றின் CMOS சகாக்களை விட அதிகமாக உள்ளன. இதற்கிடையில், CMOS வெளியீடுகள், மின்னழுத்த கட்டுப்பாட்டு மின்தடையங்களுடன் ஒப்பிடலாம், சுமைகளைப் பொறுத்து விநியோக தண்டவாளங்களின் மில்லிவோல்ட்டுகளுக்குள் வெளியிட முடியும். இருப்பினும், வெளியீட்டு நீரோட்டங்கள் மட்டுப்படுத்தப்பட்டவை, பெரும்பாலும் இரண்டு எல்.ஈ.டிகளை இயக்க போதுமானதாக இல்லை.
அவற்றின் சிறிய தற்போதைய தேவைகளுக்கு நன்றி, CMOS தர்க்கம் மினியேட்டரைசேஷனுக்கு மிகச் சிறப்பாக உதவுகிறது, மில்லியன் கணக்கான டிரான்சிஸ்டர்களை தற்போதைய தேவை நடைமுறையில்லாமல் ஒரு சிறிய பகுதிக்குள் அடைக்க முடியும்.
CMOS ஐ விட TTL க்கு உள்ள மற்றொரு முக்கியமான நன்மை அதன் முரட்டுத்தனம். புலம்-விளைவு டிரான்சிஸ்டர்கள் அவற்றுக்கிடையே தனிமைப்படுத்த வாயிலுக்கும் சேனலுக்கும் இடையில் ஒரு மெல்லிய சிலிக்கான் ஆக்சைடு அடுக்கைப் பொறுத்தது. இந்த ஆக்சைடு அடுக்கு நானோமீட்டர் தடிமனாகவும், மிகச் சிறிய முறிவு மின்னழுத்தத்தைக் கொண்டுள்ளது, அதிக சக்தி கொண்ட FET களில் கூட அரிதாக 20V ஐ விட அதிகமாகும். இது CMOS ஐ மின்காந்த வெளியேற்றம் மற்றும் அதிக மின்னழுத்தத்திற்கு மிகவும் எளிதில் பாதிக்கிறது. உள்ளீடுகள் மிதந்து விடப்பட்டால், அவை மெதுவாக கட்டணம் வசூலிக்கின்றன மற்றும் மோசமான வெளியீட்டு நிலை மாற்றங்களை ஏற்படுத்துகின்றன, அதனால்தான் CMOS உள்ளீடுகள் வழக்கமாக மேலே இழுக்கப்படுகின்றன, கீழே அல்லது தரையிறக்கப்படுகின்றன. உள்ளீடு ஒரு டிரான்சிஸ்டர் தளமாக இருப்பதால், டி.டி.எல் இந்த சிக்கலை அதிகம் பாதிக்காது, இது ஒரு டையோடு போலவே செயல்படுகிறது மற்றும் அதன் குறைந்த மின்மறுப்பு காரணமாக சத்தத்திற்கு குறைந்த உணர்திறன் கொண்டது.
TTL அல்லது CMOS? எது சிறந்தது?
CMOS தர்க்கம் TTL ஐ கிட்டத்தட்ட எல்லா வகையிலும் முறியடித்தது. டி.டி.எல் சில்லுகள் இன்னும் கிடைத்தாலும், அவற்றைப் பயன்படுத்துவதில் உண்மையான நன்மை எதுவும் இல்லை.
இருப்பினும், டி.டி.எல் உள்ளீட்டு நிலைகள் ஓரளவு தரப்படுத்தப்பட்டவை மற்றும் பல தர்க்க உள்ளீடுகள் இன்னும் 'டி.டி.எல் இணக்கமானவை' என்று கூறுகின்றன, எனவே சி.எம்.ஓ.எஸ் ஒரு டி.டி.எல் வெளியீட்டு கட்டத்தை பொருந்தக்கூடியதாக இயக்குவது அசாதாரணமானது அல்ல. ஒட்டுமொத்த CMOS பயன்பாட்டுக்கு வரும்போது தெளிவான வெற்றியாளராகும்.
டி.டி.எல் லாஜிக் குடும்பம் தர்க்க செயல்பாடுகளைச் செய்ய இருமுனை டிரான்சிஸ்டர்களைப் பயன்படுத்துகிறது மற்றும் CMOS புல விளைவு டிரான்சிஸ்டர்களைப் பயன்படுத்துகிறது. சி.எம்.ஓ.எஸ் பொதுவாக டி.டி.எல்-ஐ விட அதிக உணர்திறன் கொண்டதாக இருந்தாலும், மிகக் குறைந்த சக்தியைப் பயன்படுத்துகிறது. CMOS மற்றும் TTL உண்மையில் ஒன்றோடொன்று மாறக்கூடியவை அல்ல, குறைந்த சக்தி கொண்ட CMOS சில்லுகள் கிடைப்பதால், நவீன வடிவமைப்புகளில் TTL பயன்பாடு அரிதானது.