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ttl和cmos的区别(cmos电平和ttl电平)

时间:2023-05-05 07:41:19 阅读:103139 作者:4986

什么是TTL等级?

TTL电平信号是计算机处理器控制的设备内部数据传输的理想选择。首先,计算机处理器控制的设备内部数据传输对电源要求低,热损耗低。此外,TTL电平信号直接与集成电路相连,无需昂贵的线路驱动器和接收器电路。此外,计算机处理器控制的设备内部数据传输是高速进行的,TTL接口的操作正好可以满足这一要求。大多数情况下,TTL通信采用并行数据传输,并行数据传输不适合超过10英尺的距离。这是由于可靠性和成本。由于并联接口存在相位偏差和不对称问题,这些问题对可靠性有影响。此外,对于并行数据传输,电缆和连接器的成本高于串行通信。

TTL电路的电平称为TTL电平,CMOS电路的电平称为CMOS电平。

TTL集成电路的全称是晶体管-晶体管逻辑,主要包括54/74标准TTL、高速TTL(H-TTL)、低功耗TTL(L-TTL)、肖特基TTL(S-TTL)和低功耗肖特基TTL(LS-TTL)五大系列。标准TTL输入高电平最低2V,输出高电平最低2.4V,典型值3.4V,输入低电平最高0.8V,输出低电平最高0.4V,典型值0.2V V. S-TTL输入高电平最低2V,输出高电平最低I类2.5V,II类和III类2.7V,典型值3.4V,输入低电平最高0.8V,输出低电平最高0.5V . LS-TTL的最低输入电平为2V,a 典型值3.4V,I类0.7V,II类和III类0.8V的最大输入电平,I类0.4V,II类和III类0.5V的最大输出电平,典型值0.25v,TTL电路VDD的供电只允许在5V10%的范围内,扇出数小于10个TTL门。

COMS集成电路是互补对称金属氧化物半导体集成电路的英文缩写。电路的许多基本逻辑单元由增强型PMOS晶体管和增强型NMOS晶体管互补对称连接,静态功耗很小。COMS电路的电源电压VDD可以在5 - 15V的宽范围内正常工作,电压波动允许在10。当输出电压高于VDD-0.5V时,为逻辑1;当输出电压低于VSS 0.5V(VSS为数字地)时,为逻辑0,扇出数为10-20个COMS门。

由于数据表示通常采用二进制规则,5V相当于逻辑‘1’,0V相当于逻辑‘0’,因此多采用TTL电平信号。这就是所谓的TTL(晶体管-晶体管逻辑电平)信号系统,它是由计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。TTL电平信号是计算机处理器控制的设备内部数据传输的理想选择。首先,计算机处理器控制的设备内部数据传输对电源要求低,热损耗低。此外,TTL电平信号直接与集成电路相连,无需昂贵的线路驱动器和接收器电路。此外,计算机处理器控制的设备内部数据传输是高速进行的,TTL接口的操作正好可以满足这一要求。大多数情况下,TTL通信采用并行数据传输,并行数据传输不适合超过10英尺的距离。这是由于可靠性和成本。由于并联接口存在相位偏差和不对称问题,这些问题对可靠性有影响。此外,对于并行数据传输,电缆和连接器的成本高于串行通信。CMOS电平和TTL电平: CMOS电平的电压范围为3 ~ 15v,例如4000系列在5V供电时,输出高在4.6以上,输出低在0.05V以下,输入电平高在3.5V以上,输入电平低在1.5V V以下,对于TTL芯片,供电范围为0 ~ 5V,通常为5V。比如74系列5V电源,2.7V以上输出为高电平,0~5V以下输出为低电平,2V以上输入为高电平,0.8V以下输入为低电平。因此,CMOS电路和TTL电路都存在电平转换的问题,使得它们的电平域值可以匹配。

TTL电平和CMOS电平的区别:

(1) TTL高电平3.6~5V,低电平0V~2.4V

CMOS Vcc电平可以达到12V。

CMOS电路的高输出电平约为0.9Vcc,而低输出电平约为0.1Vcc。

CMOS电路未使用的输入端不能悬空,会造成逻辑混乱。

TTL电路未使用的输入端处于高电平。

此外,CMOS集成电路的电源电压可以在很宽的范围内变化,因此对电源的要求没有TTL集成电路那么严格。与TTL水平,他们可以兼容。

(2) TTL电平为5V,CMOS电平一般为12V。

因为TTL电路电源电压为5V,所以CMOS电路电源电压一般为12V。

5V的电平不能触发CMOS电路,12V的电平会损坏TTL电路,所以不能兼容。

(3) TTL等级标准

输出:0.8v高:2.4V .

l:1.2v;高:2.0V

TTL器件输出低电平应小于0.8V,高电平应大于2.4V,输入低于1.2V,视为0,高于2.0,视为1。

CMOS级:

产量:0.1 * VCC;H:0.9*Vcc .

输入:0.3 * VCC;H:0.7*Vcc。

通用单片机、数字信号处理器

PGA他们之间管教能否直接相连. 一般情况下,同电压的是可以的,不过最好是要好好查查技术手册上的VIL,VIH,VOL,VOH的值,看是否能够匹配(VOL要小于VIL,VOH要大于VIH,是指一个连接当中的)。有些在一般应用中没有问题,但是参数上就是有点不够匹配,在某些情况下可能就不够稳定,或者不同批次的器件就不能运行。

例如:74LS的器件的输出,接入74HC的器件。在一般情况下都能好好运行,但是,在参数上却是不匹配的,有些情况下就不能运行。

74LS和54系列是TTL电路,74HC是CMOS电路。如果它们的序号相同,则逻辑功能一样,但电气性能和动态性能略有不同。如,TTL的逻辑高电平为> 2.7V,CMOS为> 3.6V。如果CMOS电路的前一级为TTL则隐藏着不可靠隐患,反之则没问题。

1.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。

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(ttl 5v<==>cmos 3.3v),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。

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