TTL和CMOS电平总结

　　简介：本文总结了TTL和CMOS电平的特点、使用方式等内容 。

　　1，TTL电平(什么是TTL电平)：

　　输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是0.4V。

　　特点：

　　1.CMOS是场效应管构成，TTL为双极晶体管构成

　　2.COMS的逻辑电平范围比较大(5～15V)，TTL只能在5V下工作

　　3.CMOS的高低电平之间相差比较大、抗干扰性强，TTL则相差小，抗干扰能力差

　　4.CMOS功耗很小，TTL功耗较大(1～5mA/门)

　　5.CMOS的工作频率较TTL略低，但是高速CMOS速度与TTL差不多相当。

　　就TTL与CMOS电平来讲，前者属于双极型数字集成电路，其输入端与输出端均为三极管，因此它的阀值电压是<0.2V为输出低电平;>3.4V为输出高电平。

　　2，CMOS电平：

　　1逻辑电平电压接近于电源电压，0逻辑电平接近于0V。而且具有很宽的噪声容限。

　　3，电平转换电路：

　　因为TTL和COMS的高低电平的值不一样(ttl5v<==>cmos3.3v)，所以互相连接时需要电平的转换：就是用两个电阻对电平分压，没有什么高深的东西。

　　4，OC门，即集电极开路门电路，OD门，即漏极开路门电路，必须外界上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用。否则它一般只作为开关大电压和大电流负载，所以又叫做驱动门电路。

　　5，TTL和COMS电路比较：

　　1)TTL电路是电流控制器件，而coms电路是电压控制器件。

　　2)TTL电路的速度快，传输延迟时间短(5-10ns)，但是功耗大。COMS电路的速度慢，传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。COMS电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关，频率越高，芯片集越热，这是正常现象。

　　3)COMS电路的锁定效应：

　　COMS电路由于输入太大的电流，内部的电流急剧增大，除非切断电源，电流一直在增大。这种效应就是锁定效应。当产生锁定效应时，COMS的内部电流能达到40mA以上，很容易烧毁芯片。

　　防御措施：1)在输入端和输出端加钳位电路，使输入和输出不超过不超过规定电压。

　　2)芯片的电源输入端加去耦电路，防止VDD端出现瞬间的高压。

　　3)在VDD和外电源之间加线流电阻，即使有大的电流也不让它进去。

　　4)当系统由几个电源分别供电时，开关要按下列顺序：开启时，先开启COMS电路得电源，再开启输入信号和负载的电源;关闭时，先关闭输入信号和负载的电源，再关闭COMS电路的电源。

　　6，COMS电路的使用注意事项

　　1)COMS电路时电压控制器件，它的输入总抗很大，对干扰信号的捕捉能力很强。所以，不用的管脚不要悬空，要接上拉电阻或者下拉电阻，给它一个恒定的电平。

　　2)输入端接低内组的信号源时，要在输入端和信号源之间要串联限流电阻，使输入的电流限制在1mA之内。

　　3)当接长信号传输线时，在COMS电路端接匹配电阻。

　　4)当输入端接大电容时，应该在输入端和电容间接保护电阻。电阻值为R=V0/1mA.V0是外界电容上的电压。

　　5)COMS的输入电流超过1mA，就有可能烧坏COMS。

　　7，TTL门电路中输入端负载特性(输入端带电阻特殊情况的处理)：

　　1)悬空时相当于输入端接高电平。因为这时可以看作是输入端接一个无穷大的电阻。

　　2)在门电路输入端串联10K电阻后再输入低电平，输入端出呈现的是高电平而不是低电平。因为由TTL门电路的输入端负载特性可知，只有在输入端接的串联电阻小于910欧时，它输入来的低电平信号才能被门电路识别出来，串联电阻再大的话输入端就一直呈现高电平。这个一定要注意。COMS门电路就不用考虑这些了。

　　8，TTL电路有集电极开路OC门，MOS管也有和集电极对应的漏极开路的OD门，它的输出就叫做开漏输出。OC门在截止时有漏电流输出，那就是漏电流，为什么有漏电流呢?那是因为当三机管截止的时候，它的基极电流约等于0，但是并不是真正的为0，经过三极管的集电极的电流也就不是真正的0，而是约0。而这个就是漏电流。开漏输出：OC门的输出就是开漏输出;OD门的输出也是开漏输出。它可以吸收很大的电流，但是不能向外输出的电流。所以，为了能输入和输出电流，它使用的时候要跟电源和上拉电阻一齐用。OD门一般作为输出缓冲/驱动器、电平转换器以及满足吸收大负载电流的需要。

　　9，什么叫做图腾柱，它与开漏电路有什么区别?

　　TTL集成电路中，输出有接上拉三极管的输出叫做图腾柱输出，没有的叫做OC门。因为TTL就是一个三级关，图腾柱也就是两个三级管推挽相连。所以推挽就是图腾。一般图腾式输出，高电平400uA，低电平8mA