CMOS于TTL詳細(xì)介紹

1、什么是ttl電平TTL電平信號被利用的最多是因為通常數(shù)據(jù)表示采用二進(jìn)制規(guī)定，+5V等價丁邏輯"1",0V等價丁邏輯"0"，這被稱做TTL(晶體管-晶體管邏輯電平)信號系統(tǒng)，這是計算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部各部分之間通信的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。TTL電平信號對丁計算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸是很理想的，首先計算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸對丁電源的要求不高以及熱損耗也較低，另外TTL電平信號直接與集成電路連接而不需要價格昂貴的線路驅(qū)動器以及接收器電路；再者,計算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸是在高速下進(jìn)行的，而TTL接口的操作恰能滿足這個要求。TTL型通信大

2、多數(shù)情況下，是采用并行數(shù)據(jù)傳輸方式，而并行數(shù)據(jù)傳輸對丁超過10英尺的距離就不適合了。這是由丁可靠性和成本兩面的原因。因為在并行接口中存在著偏相和不對稱的問題，這些問題對可靠性均有影響；另外對丁并行數(shù)據(jù)傳輸，電纜以及連接器的費(fèi)用比起申行通信方式來也要高一些。TTL電路的電平就叫TTL電平，CMOS電路的電平就叫CMOS電平TTL集成電路的全名是晶體管-晶體管邏輯集成電路(Transistor-TransistorLogic),主要有54/74系列標(biāo)文檔來自于網(wǎng)絡(luò)搜索準(zhǔn)TTL、高速型TTL(H-TTL)、低功耗型TTL(L-TTL)、肖特基型TTL(S-TTD、低功耗肖特基型T文檔來自于網(wǎng)絡(luò)搜索T

3、L(LS-TTD五個系列。標(biāo)準(zhǔn)TTL輸入高電平最小2V,輸出高電平最小2.4V,典型值3.4V,輸入低電平最文檔來自于網(wǎng)絡(luò)搜索大0.8V，輸出低電平最大0.4V,典型值0.2V。S-TTL俞入高電平最小2V,輸出高電平最小I類2.5V,文檔來自于網(wǎng)絡(luò)搜索、m類2.7V,典型值3.4V,輸入低電平最大0.8V，輸出低電平最大0.5V。LS-TTL輸入高電平最小2V,文檔來自于網(wǎng)絡(luò)搜索輸出高電平最小I類2.5V,皿、用類2.7V，典型值3.4V,輸入低電平最大I類0.7V,、m類0.8V，輸出文檔來自于網(wǎng)絡(luò)搜索低電平最大I類0.4V,n>m類0.5V，典型值0.25V。TTL電路的電源VDD

4、供電只允許在+5V土10%范文檔來自于網(wǎng)絡(luò)搜索圍內(nèi)，扇出數(shù)為10個以下TTL門電路；COMS集成電路是互補(bǔ)對稱金屆氧化物半導(dǎo)體(Complementarysymmetrymetaloxidesemicoduc文檔來自于網(wǎng)絡(luò)搜索tor)集成電路的英文縮寫，電路的許多基本邏輯單元都是用增強(qiáng)型PMOS晶體管和增強(qiáng)型NMOS管按照互補(bǔ)對稱形式連接的，靜態(tài)功耗很小。COMS電路的供電電壓VDD范圍比較廣在+5-+15V均能正常工作，文檔來自于網(wǎng)絡(luò)搜索電壓波動允許土10,當(dāng)輸出電壓高丁VDD-0.5V時為邏輯1,輸出電壓低丁VSS+0.5V(VS物數(shù)字地)為文檔來自于網(wǎng)絡(luò)搜索邏輯0,扇出數(shù)為10-20個C

5、OMS門電路.TTL電平信號被利用的最多是因為通常數(shù)據(jù)表示采用二進(jìn)制規(guī)定，+5V等價丁邏輯"1",0V等價丁邏輯”0",這被稱做TTL（晶體管-晶體管邏輯電平）信號系統(tǒng)，這是計算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部各部分之間通信的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。TTL電平信號對丁計算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸是很理想的，首先計算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸對丁電源的要求不高以及熱損耗也較低，另外TTL電平信號直接與集成電路連接而不需要價格昂貴的線路驅(qū)動器以及接收器電路；再者,計算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸是在高速下進(jìn)行的，而TTL接口的操作恰能滿足這個要求。TTL型通信大多數(shù)情況下，

6、是采用并行數(shù)據(jù)傳輸方式，而并行數(shù)據(jù)傳輸對丁超過10英尺的距離就不適合了。這是由丁可靠性和成本兩面的原因。因為在并行接口中存在著偏相和不對稱的問題，這些問題對可靠性均有影響；另外對丁并行數(shù)據(jù)傳輸，電纜以及連接器的費(fèi)用比起申行通信方式來也要高一些。CMOS電平和TTL電平:CMOS電平電壓范圍在315V,比如文檔來自于網(wǎng)絡(luò)搜索4000系列當(dāng)5V供電時，輸出在4.6以上為高電平，輸出在0.05V以下為低電平。輸入在3.5V以上為高電文檔來自于網(wǎng)絡(luò)搜索平，輸入在1.5V以下為低電平。而對丁TTL芯片，供電范圍在05V,常見都是5V,如74系列5V供電，文檔來自于網(wǎng)絡(luò)搜索輸出在2.7V以上為高電平，輸出

7、在0.5V以下為低電平，輸入在2V以上為高電平，在0.8V以下為低電平*。文檔來自于網(wǎng)絡(luò)搜索因此，CMOS電路與TTL電路就有一個電平轉(zhuǎn)換的問題，使兩者電平域值能匹配TTL電平與CMOS電平的區(qū)別（一）TTL高電平3.65V，低電平0V2.4VCMOS電平Vcc可達(dá)到12VCMOS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，會造成邏輯混亂。_TTL電路不使用的輸入端懸空為高電平另外，CMOS集成電路電源電壓可以在較大范圍內(nèi)變化，因而對電源的要求不像TTL集成電路那樣嚴(yán)格。用TTL電平他們就可以兼容（二）TTL電平是5V,CMOS電平一般是1

8、2V。因為TTL電路電源電壓是5V,CMOS電路電源電壓一般是12V。5V的電平不能觸發(fā)CMOS電路，12V的電平會損壞TTL電路，因此不能互相兼容匹配。（三）TTL電平標(biāo)準(zhǔn)輸出L:<0.4V;H:>2.4V。輸入L:<0.8V;H:>2.0VTTL器件輸出低電平要小丁0.4V，高電平要大丁2.4V。輸入，低丁0.8V就認(rèn)為是0,高丁2.0就認(rèn)為是1文檔來自于網(wǎng)絡(luò)搜索CMOS電平：輸出L:<0.1*Vcc;H:>0.9*Vcc。輸入L:<0.3*Vcc;H:>0.7*Vcc.一般單片機(jī)、DSP、FPGA他們之間管教能否直接相連.一般情況下，同電壓

9、的是可以的，不過最好是要好好查查技術(shù)手冊上的VIL,VIH,VOL,VOH的值，看是否能夠匹配（VOL要小丁VIL,VOH要大丁VIH，是文檔來自于網(wǎng)絡(luò)搜索指一個連接當(dāng)中的）。有些在一般應(yīng)用中沒有問題，但是參數(shù)上就是有點不夠匹配，在某些情況下可能就不夠穩(wěn)定，或者不同批次的器件就不能運(yùn)行。例如：74LS的器件的輸出，接入74HC的器件。在一般情況下都能好好運(yùn)行，但是，在參數(shù)上卻是不匹配的，有些情況下就不能運(yùn)行。74L拚日54系列是TTL電路，74HC是CMOS電路。如果它們的序號相同，則邏輯功能一樣，但電氣性能文檔來自于網(wǎng)絡(luò)搜索和動態(tài)性能略有不同。如，TTL的邏輯高電平為>2.7V,CMO

10、S為>3.6V。如果CMOS電路的前一級文檔來自于網(wǎng)絡(luò)搜索為TTL則隱藏著不可靠隱患，反之則沒問題。1, TTL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。文檔來自于網(wǎng)絡(luò)搜索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邏輯電平電壓接近丁電源電壓，0邏輯電平接近丁0V。而且具有很寬的噪聲容限。3, 電平轉(zhuǎn)換電路：因為TTL和COMS的高低電平的值不一樣(ttl5v<=>cmos3.3v),所以互相連接時需要電平'文

11、檔來自于網(wǎng)絡(luò)搜索的轉(zhuǎn)換：就是用兩個電阻對電平分壓，沒有什么高深的東西。哈哈OC門，即集電極開路門電路，OD門，即漏極開路門電路，必須外界上拉電阻和電源才能將開關(guān)電平作為高低電平用。否則它一般只作為開關(guān)大電壓和大電流負(fù)載，所以乂叫做驅(qū)動門電路。4, TTL和COMS電路比較：1) TTL電路是電流控制器件，而coms電路是電壓控制器件。TTL電路的速度快，傳輸延遲時間短(5-10ns),但是功耗大。COMS電路的速度慢，傳輸延遲時問長(25-50ns)，但功耗低。COMS電路本身的功耗與輸入信號的脈沖頻率有關(guān)，頻率越高，芯片集越熱，文檔來自于網(wǎng)絡(luò)搜索這是正?，F(xiàn)象。2) COMS電路的鎖定效應(yīng)：C

12、OMS電路由丁輸入太大的電流，內(nèi)部的電流急劇增大，除非切斷電源，電流一直在增大。這種效應(yīng)就是鎖定效應(yīng)。當(dāng)產(chǎn)生鎖定效應(yīng)時，COMS的內(nèi)部電流能達(dá)到40mA以上，很容易燒毀芯片。防御措施：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端出現(xiàn)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)由幾個電源分別供電時，開關(guān)要按下列順序：開啟時，先開啟COMS電路得電源，再開啟輸入信號和負(fù)載的電源；關(guān)閉時，先關(guān)閉輸入信號和負(fù)載的電源，再關(guān)閉COMS電路的電源。COMS電路的使用注意事項1）COMS電路時電壓控制

13、器件，它的輸入總抗很大，對干擾信號的捕捉能力很強(qiáng)。所以，不用的管腳不要懸空，要接上拉電阻或者下拉電阻，給它一個包定的電平。2）輸入端接低內(nèi)組的信號源時，要在輸入端和信號源之間要申聯(lián)限流電阻，使輸入的電流限制在1mA之內(nèi)。3）當(dāng)接長信號傳輸線時，在COMS電路端接匹配電阻。4）當(dāng)輸入端接大電容時，應(yīng)該在輸入端和電容間接保護(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。5, TTL門電路中輸入端負(fù)載特性（輸入端帶電阻特殊情況的處理）：1）懸空時相當(dāng)丁輸入端接高電平。因為這時可以看作是輸入端接一個無窮大的電阻。2）在門電路輸入端申聯(lián)10K電阻后再輸入低電平，輸入端出呈現(xiàn)的是高電平而不是低電平*。因為由TTL門電路的輸入端負(fù)載特性可知，只有在輸入端接的申聯(lián)電阻小丁910歐時，它輸入來的低電平信號才能被門電路識別出來，申聯(lián)電阻再大的話輸入端就一直呈現(xiàn)高電平。這個一定要注意。COMS門電路就不用考慮這些了。TTL電路有集電極開路OC門，MOS管也有和集電極對應(yīng)的漏極開路的OD門，它的輸出就叫做開漏輸出。OC門在截止時有漏電流輸出，那就是漏電流，為什么有漏電流呢？那是因為當(dāng)三機(jī)管截止的時候，它的基極電流約等丁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。而這個就是漏電流。開漏