HCMOS और LVCMOS के बीच क्या संबंध है?
एकीकृत सर्किट प्रौद्योगिकी विकास और वर्गीकरण के दृष्टिकोण से, CMOS, HCMOS और LVCMOS का कोई सरल समानांतर या संस्थागत संबंध नहीं है। इसके बजाय, वे एक पदानुक्रमित प्रणाली बनाते हैं जिसे विभिन्न आयामों और विशेषताओं के ओवरलैप के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है।
मुख्य संबंध को इस प्रकार परिभाषित किया जा सकता है: LVCMOS HCMOS की अगली पीढ़ी का उत्तराधिकारी नहीं है, बल्कि "वोल्टेज डोमेन" द्वारा वर्गीकृत एक प्रमुख शाखा है। प्रदर्शन के मामले में, आधुनिक LVCMOS उपकरणों ने शुरुआती HCMOS उपकरणों को पूरी तरह से पीछे छोड़ दिया है। दोनों अलग-अलग आयामों की अवधारणाओं से संबंधित हैं और समकालीन प्रौद्योगिकियों में अत्यधिक एकीकृत हैं।
1. कोर फाउंडेशन: सीएमओएस टेक्नोलॉजी
CMOS तकनीक बाद के सभी वेरिएंट के लिए आधार के रूप में कार्य करती है। इसकी परिभाषित विशेषता इनवर्टर या अन्य लॉजिक गेट बनाने के लिए पूरक पी - एमओएस और एन - एमओएसएफईटी का उपयोग है, जो सैद्धांतिक रूप से शून्य स्थैतिक बिजली खपत को प्राप्त करती है। यहां चर्चा की गई सभी एचसीएमओएस और एलवीसीएमओएस डिवाइस इस मूलभूत विशेषता को साझा करते हैं।
2. प्रदर्शन पीढ़ियों के आधार पर प्रौद्योगिकी विकास (प्राथमिक आयाम)
इस आयाम को समय और प्रदर्शन के आधार पर वर्गीकृत किया गया है, जो विनिर्माण प्रक्रियाओं में प्रगति को दर्शाता है।
पारंपरिक सीएमओएस (जैसे, 4000 श्रृंखला)
विशेषताएं: बड़े फीचर आकार और उच्च परजीवी क्षमता के साथ शुरुआती चरण की विनिर्माण प्रक्रियाओं को अपनाता है। यह एक विस्तृत ऑपरेटिंग वोल्टेज रेंज (3-15V) प्रदान करता है, लेकिन लंबी प्रसार देरी (~100ns के क्रम पर), कम गति और कमजोर आउटपुट ड्राइविंग क्षमता से ग्रस्त है।
एचसीएमओएस (उच्च-स्पीड सीएमओएस)
विशेषताएं: ट्रांजिस्टर आयामों को आनुपातिक रूप से कम करने से, उपकरणों की परजीवी कैपेसिटेंस और गेट कैपेसिटेंस काफी कम हो जाती है। यह सुधार कम स्थैतिक बिजली खपत को बनाए रखते हुए प्रसार विलंब को काफी कम कर देता है (~10ns के क्रम तक)। इसकी आउटपुट ड्राइविंग क्षमता भी काफी बढ़ी है।
शैक्षणिक स्थिति: एचसीएमओएस एक ऐतिहासिक प्रौद्योगिकी नोड का प्रतिनिधित्व करता है। इसने उस बिंदु को चिह्नित किया जहां सीएमओएस तकनीक ने उस समय मुख्यधारा टीटीएल तर्क की गति हासिल की और उससे आगे निकल गई, जिससे प्रदर्शन और बिजली की खपत दोनों में सीएमओएस के व्यापक लाभ स्थापित हुए। इसका विशिष्ट प्रतिनिधि 5V-संचालित 74HC श्रृंखला है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि HCMOS हाई{{6}स्पीड CMOS का संक्षिप्त रूप है, हाई{7}}वोल्टेज CMOS नहीं। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, उच्च -वोल्टेज सीएमओएस शब्द का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है; यदि आवश्यक हो, तो इसे HVCMOS के रूप में संक्षिप्त किया जाना चाहिए।
3. आपूर्ति वोल्टेज के आधार पर वास्तुकला वर्गीकरण (एक और क्रॉस-आयाम)
यह आयाम आपूर्ति वोल्टेज द्वारा मानकीकृत है और प्रदर्शन आधारित आयाम के साथ ओवरलैप होता है।
5वी सीएमओएस
प्रारंभिक पारंपरिक CMOS और अधिकांश HCMOS डिवाइस (उदाहरण के लिए, 74HC श्रृंखला) शामिल हैं। यह पहला व्यापक रूप से मानकीकृत वोल्टेज डोमेन था।
कम -वोल्टेज सीएमओएस
परिभाषा: 5V मानक से काफी कम ऑपरेटिंग वोल्टेज वाले सभी CMOS लॉजिक परिवारों के लिए एक सामान्य शब्द। इसका विकास मुख्य रूप से गतिशील बिजली खपत अनुकूलन द्वारा संचालित होता है, क्योंकि सर्किट की गतिशील बिजली खपत आपूर्ति वोल्टेज के वर्ग के समानुपाती होती है।
उपश्रेणियाँ: LVCMOS को मानकों की एक श्रृंखला बनाने के लिए वोल्टेज द्वारा आगे विभाजित किया गया है:
3.3V (LVCMOS): उदाहरण के लिए, 74LVC श्रृंखला
2.5V, 1.8V, 1.5V, 1.2V, आदि: जैसे-जैसे प्रक्रिया नोड आगे बढ़ते हैं, ऑपरेटिंग वोल्टेज कम होते जाते हैं।
संबद्धता और समकालीन एकीकरण
ऐतिहासिक अधीनता: तकनीकी विकास के इतिहास में, HCMOS (उदाहरण के लिए, 74HC) CMOS प्रौद्योगिकी का एक प्रदर्शन उपवर्ग है।
क्रॉस-आयामी ओवरलैप: एचसीएमओएस (गति पर जोर देना) और एलवीसीएमओएस (वोल्टेज पर जोर देना) विभिन्न वर्गीकरण मानदंडों पर आधारित अवधारणाएं हैं। एक ही चिप एक साथ दोनों श्रेणियों से संबंधित हो सकती है।
उदाहरण के लिए, 74HC श्रृंखला 5V HCMOS है।
74LVC श्रृंखला 3.3V LVCMOS है, जबकि इसका गति प्रदर्शन आम तौर पर 74HC श्रृंखला से अधिक है। इस प्रकार, 74एलवीसी एलवीसीएमओएस दोनों है और पूरी तरह से "उच्च - गति" विशेषता को पूरा करता है।
समसामयिक एकीकरण और शब्दावली विकास:
आज की सबमाइक्रोन और डीप-सबमाइक्रोन सीएमओएस प्रक्रियाओं में, उच्च गति और कम बिजली की खपत प्राप्त करने के लिए कम वोल्टेज एक शर्त बन गई है। इसलिए, सभी नए डिज़ाइन किए गए CMOS एकीकृत सर्किट स्वाभाविक रूप से "कम -वोल्टेज" हैं।
"हाई-स्पीड" अब विशिष्ट उत्पाद श्रृंखला के लिए विशेष लेबल नहीं है, बल्कि आधुनिक सीएमओएस तकनीक की एक सार्वभौमिक विशेषता है। शैक्षणिक और इंजीनियरिंग प्रथाओं में, "एचसीएमओएस" शब्द का प्रयोग आमतौर पर आधुनिक प्रक्रियाओं के आधार पर सभी उच्च प्रदर्शन वाले सीएमओएस सर्किटों को संदर्भित करने के लिए किया जाता है, और इनमें से अधिकांश सर्किट एलवीसीएमओएस की श्रेणी में आते हैं।
समसामयिक संदर्भ में:
सीएमओएस: प्रौद्योगिकी के लिए एक व्यापक शब्द के रूप में, क्रिस्टल ऑसिलेटर आउटपुट सिग्नल में, यह विशेष रूप से सिंगल {{0}एंडेड स्क्वायर वेव सिग्नल आउटपुट को संदर्भित करता है।
HCMOS: अपने व्यापक अर्थ में, यह आधुनिक CMOS सर्किट की उच्च-प्रदर्शन विशेषताओं का वर्णन करता है।
LVCMOS: यह कम ऑपरेटिंग वोल्टेज के विद्युत मानक को स्पष्ट रूप से परिभाषित करता है।
इसलिए, जब "3.3V, उच्च-स्पीड CMOS सिग्नल" का वर्णन किया जाता है, तो अधिक सटीक शैक्षणिक अभिव्यक्ति यह होती है: यह सिग्नल LVCMOS (उदाहरण के लिए, LVC) विद्युत मानक का अनुपालन करता है और आधुनिक CMOS प्रक्रियाओं की उच्च-स्पीड विशेषताओं को प्रदर्शित करता है। एक ऐतिहासिक तकनीक के रूप में, HCMOS की मूल विरासत {{6}प्रक्रिया स्केलिंग के माध्यम से प्रदर्शन में सुधार{{7} सभी आधुनिक LVCMOS प्रौद्योगिकियों द्वारा विरासत में मिली है और उससे आगे निकल गई है। दोनों अवधारणाएँ सिद्धांत में विभिन्न आयामों से संबंधित हैं और व्यावहारिक अनुप्रयोगों में पूरी तरह से एकीकृत हैं।