什么是TTL電平和CMOS電平-ttl電平和cmos電平區(qū)別和比較

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯什么是TTL電平和CMOS電平?ttl電平和cmos電平區(qū)別和比較 1、TTL電平(什么是TTL電平)： TTL電平信號(hào)被利用的最多是由于通常數(shù)據(jù)表示采納二進(jìn)制規(guī)定，+5V等價(jià)于規(guī)律“1”，0V等價(jià)于規(guī)律“0”，這被稱做TTL(晶體管-晶體管規(guī)律電平)信號(hào)系統(tǒng)，這是計(jì)算機(jī)處理器掌握的設(shè)備內(nèi)部各部分之間通信的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。 TTL電平信號(hào)對(duì)于計(jì)算機(jī)處理器掌握的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸是很抱負(fù)的，首先計(jì)算機(jī)處理器掌握的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸對(duì)于電源的要求不高以及熱損耗也較低，另外TTL電平信號(hào)直接與集成電路連接而不需要價(jià)格昂貴的線路驅(qū)動(dòng)器以及接收器電路;再者，計(jì)算機(jī)處理器掌握

2、的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸是在高速下進(jìn)行的，而TTL接口的操作恰能滿意這個(gè)要求。TTL型通信大多數(shù)狀況下，是采納并行數(shù)據(jù)傳輸方式，而并行數(shù)據(jù)傳輸對(duì)于超過10英尺的距離就不適合了。這是由于牢靠性和成本兩面的緣由。由于在并行接口中存在著偏相和不對(duì)稱的問題，這些問題對(duì)牢靠性均有影響。 TTL電路不使用的輸入端懸空為高電平。 輸出高電平2.4V,輸出低電平0.4V。在室溫下，一般輸出高電平是3.5V，輸出低電平是0.2V。最小輸入高電平和低電平：輸入高電平=2.0V，輸入低電平=0.8V，噪聲容限是0.4V。 2、CMOS電平： 1規(guī)律電平電壓接近于電源電壓，0規(guī)律電平接近于0V。而且具有很寬的噪聲容限。

3、CMOS電路輸出高電平約為0.9Vcc，而輸出低電平約為 0.1Vcc。 CMOS電路不使用的輸入端不能懸空，會(huì)造成規(guī)律混亂。 另外，CMOS集成電路電源電壓可以在較大范圍內(nèi)變化，因而對(duì)電源的要求不像TTL集成電路那樣嚴(yán)格。 3、電平轉(zhuǎn)換電路： 由于TTL和COMS的凹凸電平的值不一樣(ttl 5v=cmos 3.3v)，所以相互連接時(shí)需要電平的轉(zhuǎn)換：就是用兩個(gè)電阻對(duì)電平分壓，沒有什么高深的東西。哈哈 4、OC門，又稱集電極開路與非門門電路，Open Collector(Open Drain)。實(shí)際使用中,有時(shí)需要兩個(gè)或兩個(gè)以上與非門的輸出端連接在同一條導(dǎo)線上，將這些與非門上的數(shù)據(jù)(狀態(tài)電平)

4、用同一條導(dǎo)線輸送出去。因此，需要一種新的與非門電路-OC門來實(shí)現(xiàn)“線與規(guī)律”。 OC門主要用于3個(gè)方面： 1、實(shí)現(xiàn)與或非規(guī)律，用做電平轉(zhuǎn)換，用做驅(qū)動(dòng)器。由于OC門電路的輸出管的集電極懸空，使用時(shí)需外接一個(gè)上拉電阻Rp到電源VCC。OC門使用上拉電阻以輸出高電平，此外為了加大輸出引腳的驅(qū)動(dòng)力量，上拉電阻阻值的選擇原則，從降低功耗及芯片的灌電流力量考慮應(yīng)當(dāng)足夠大;從確保足夠的驅(qū)動(dòng)電流考慮應(yīng)當(dāng)足夠小。 2、線與規(guī)律，即兩個(gè)輸出端(包括兩個(gè)以上)直接互連就可以實(shí)現(xiàn)“AND”的規(guī)律功能。在總線傳輸?shù)葘?shí)際應(yīng)用中需要多個(gè)門的輸出端并聯(lián)連接使用，而一般TTL門輸出端并不能直接并接使用，否則這些門的輸出管之間由

5、于低阻抗形成很大的短路電流(灌電流)，而燒壞器件。在硬件上，可用OC門或三態(tài)門(ST門)來實(shí)現(xiàn)。 用OC門實(shí)現(xiàn)線與，應(yīng)同時(shí)在輸出端口應(yīng)加一個(gè)上拉電阻。 3、三態(tài)門(ST門)主要用在應(yīng)用于多個(gè)門輸出共享數(shù)據(jù)總線，為避開多個(gè)門輸出同時(shí)占用數(shù)據(jù)總線，這些門的使能信號(hào)(EN)中只允許有一個(gè)為有效電平(如高電平)，由于三態(tài)門的輸出是推拉式的低阻輸出，且不需接上拉(負(fù)載)電阻，所以開關(guān)速度比OC門快，常用三態(tài)門作為輸出緩沖器。 OD門，即漏極開路門電路open-drain，必需外界上拉電阻和電源才能將開關(guān)電平作為凹凸電平用。否則它一般只作為開關(guān)大電壓和大電流負(fù)載，所以又叫做驅(qū)動(dòng)門電路。開漏形式的電路有以下

6、幾個(gè)特點(diǎn)： 1.利用外部電路的驅(qū)動(dòng)力量，削減IC內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)。 或驅(qū)動(dòng)比芯片電源電壓高的負(fù)載. 2.可以將多個(gè)開漏輸出的Pin，連接到一條線上。通過一只上拉電阻，在不增加任何器件的狀況下，形成“與規(guī)律”關(guān)系。這也是I2C，SMBus等總線推斷總線占用狀態(tài)的原理。假如作為圖騰輸出必需接上拉電阻。接容性負(fù)載時(shí)，下降延是芯片內(nèi)的晶體管，是有源驅(qū)動(dòng)，速度較快;上升延是無源的外接電阻，速度慢。假如要求速度高電阻選擇要小，功耗會(huì)大。所以負(fù)載電阻的選擇要兼顧功耗和速度。 3.可以利用轉(zhuǎn)變上拉電源的電壓，轉(zhuǎn)變傳輸電平。例如加上上拉電阻就可以供應(yīng)TTL/CMOS電平輸出等。 4.開漏Pin不連接外部的上拉電阻，則

7、只能輸出低電平。一般來說，開漏是用來連接不同電平的器件，匹配電平用的。 5.正常的CMOS輸出級(jí)是上、下兩個(gè)管子，把上面的管子去掉就是OPEN-DRAIN了。這種輸出的主要目的有兩個(gè)：電平轉(zhuǎn)換和線與。 6.由于漏級(jí)開路，所以后級(jí)電路必需接一上拉電阻，上拉電阻的電源電壓就可以打算輸出電平。這樣你就可以進(jìn)行任意電平的轉(zhuǎn)換了。 7.線與功能主要用于有多個(gè)電路對(duì)同一信號(hào)進(jìn)行拉低操作的場(chǎng)合，假如本電路不想拉低，就輸出高電平，由于OPEN-DRAIN上面的管子被拿掉，高電平是靠外接的上拉電阻實(shí)現(xiàn)的。(而正常的CMOS輸出級(jí)，假如消失一個(gè)輸出為高另外一個(gè)為低時(shí)，等于電源短路。) 8.OPEN-DRAIN供應(yīng)

8、了敏捷的輸出方式，但是也有其弱點(diǎn)，就是帶來上升沿的延時(shí)。由于上升沿是通過外接上拉無源電阻對(duì)負(fù)載充電，所以當(dāng)電阻選擇小時(shí)延時(shí)就小，但功耗大;反之延時(shí)大功耗小。所以假如對(duì)延時(shí)有要求，則建議用下降沿輸出。 5、TTL和COMS電路比較： 1)TTL電路是電流掌握器件，而coms電路是電壓掌握器件。 2)TTL電路的速度快，傳輸延遲時(shí)間短(5-10ns)，但是功耗大。COMS電路的速度慢，傳輸延遲時(shí)間長(zhǎng)(25-50ns),但功耗低。COMS電路本身的功耗與輸入信號(hào)的脈沖頻率有關(guān)，頻率越高，芯片集越熱，這是正?，F(xiàn)象。 3)COMS電路的鎖定效應(yīng)： COMS電路由于輸入太大的電流，內(nèi)部的電流急劇增大，除非

9、切斷電源，電流始終在增大。這種效應(yīng)就是鎖定效應(yīng)。當(dāng)產(chǎn)生鎖定效應(yīng)時(shí)，COMS的內(nèi)部電流能達(dá)到40mA以上，很簡(jiǎn)單燒毀芯片。 防備措施： 1)在輸入端和輸出端加鉗位電路，使輸入和輸出不超過不超過規(guī)定電壓。 2)芯片的電源輸入端加去耦電路，防止VDD端消失瞬間的高壓。 3)在VDD和外電源之間加線流電阻，即使有大的電流也不讓它進(jìn)去。 4)當(dāng)系統(tǒng)由幾個(gè)電源分別供電時(shí)，開關(guān)要按下列挨次：開啟時(shí)，先開啟COMS電路得電源，再開啟輸入信號(hào)和負(fù)載的電源;關(guān)閉時(shí)，先關(guān)閉輸入信號(hào)和負(fù)載的電源，再關(guān)閉COMS電路的電源。 6、COMS電路的使用留意事項(xiàng) 1)COMS電路時(shí)電壓掌握器件，它的輸入總抗很大，對(duì)干擾信號(hào)的

10、捕獲力量很強(qiáng)。所以，不用的管腳不要懸空，要接上拉電阻或者下拉電阻，給它一個(gè)恒定的電平。 2)輸入端接低內(nèi)組的信號(hào)源時(shí)，要在輸入端和信號(hào)源之間要串聯(lián)限流電阻，使輸入的電流限制在1mA之內(nèi)。 3)當(dāng)接長(zhǎng)信號(hào)傳輸線時(shí)，在COMS電路端接匹配電阻。 4)當(dāng)輸入端接大電容時(shí)，應(yīng)當(dāng)在輸入端和電容間接愛護(hù)電阻。電阻值為R=V0/1mA.V0是外界電容上的電壓。 5)COMS的輸入電流超過1mA，就有可能燒壞COMS。 7、TTL門電路中輸入端負(fù)載特性(輸入端帶電阻特別狀況的處理)： 1)懸空時(shí)相當(dāng)于輸入端接高電平。由于這時(shí)可以看作是輸入端接一個(gè)無窮大的電阻。 2)在門電路輸入端串聯(lián)10K電阻后再輸入低電平，

11、輸入端出呈現(xiàn)的是高電平而不是低電平。由于由TTL門電路的輸入端負(fù)載特性可知，只有在輸入端接的串聯(lián)電阻小于910歐時(shí)，它輸入來的低電平信號(hào)才能被門電路識(shí)別出來，串聯(lián)電阻再大的話輸入端就始終呈現(xiàn)高電平。這個(gè)肯定要留意。COMS門電路就不用考慮這些了。 8、TTL電路有集電極開路OC門，MOS管也有和集電極對(duì)應(yīng)的漏極開路的OD門，它的輸出就叫做開漏輸出。OC門在截止時(shí)有漏電流輸出，那就是漏電流，為什么有漏電流呢?那是由于當(dāng)三機(jī)管截止的時(shí)候，它的基極電流約等于0，但是并不是真正的為0，經(jīng)過三極管的集電極的電流也就不是真正的 0，而是約0。而這個(gè)就是漏電流。開漏輸出：OC門的輸出就是開漏輸出;OD門的輸出也是開漏輸出。它可以汲取很大的電流，但是不能向外輸出的電流。所以，為了能輸入和輸出電流，它使用的時(shí)候要跟電源和上拉電阻