TTL 電路 COMS 電路 區別
路的一大門類。它採用雙極型工藝製造,具有高速度低功耗和品種多等特點。
CMOS是:金屬-氧化物-半導體(Metal-Oxide-Semiconductor)結構的電晶體簡稱MOS電晶體,
有P型MOS管和N型MOS管 之分。由 MOS管構成的積體電路稱為MOS積體電路,而由
PMOS管和NMOS管共同構成的互補型MOS積體電路即為 CMOS-IC ( Complementary MOS
Integrated Circuit) 。
CMOS積體電路的效能特點
微功耗—CMOS電路的單門靜態功耗在毫微瓦(nw)數量級。
高噪聲容限—CMOS電路的噪聲容限一般在 40%電源電壓以上。
寬工作電壓範圍—CMOS電路的電源電壓一般為 1.5~18 伏。
高邏輯擺幅—CMOS電路輸出高、低電平的幅度達到全電為VDD,邏輯“0”為VSS。
高輸入阻抗--CMOS電路的輸入阻抗大於 108Ω,一般可達 1010Ω。
高扇出能力--CMOS電路的扇出能力大於 50。
低輸入電容--CMOS電路的輸入電容一般不大於 5PF。
寬工作溫度範圍—陶瓷封裝的CMOS電路工作溫度範圍為
- 55 0C ~ 125 0C;塑封的CMOS電路為 – 40 0C ~ 85 0C。
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。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 邏輯電平電壓接近於電源電壓,0 邏輯電平接近於 0V。而且具有很寬的噪聲容限。
3,電平轉換電路:
因為TTL和COMS的高低電平的值不一樣(ttl 5v<==>cmos 3.3v) ,所以互相連線時需
要電平的轉換:就是用兩個電阻對電平分壓,沒有什麼高深的東西。哈哈
4,OC門,即集電極開路閘電路,OD門,即漏極開路閘電路,必須外界上拉電阻和電源才
能將開關電平作為高低電平用。 否則它一般只作為開關大電壓和大電流負載, 所以又叫做驅
動閘電路。
5,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。
2)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
延遲時間長(25-50ns),但功耗低。 COMS電路本身的功耗與輸入訊號的脈衝頻率有關, 頻率越
高,晶片集越熱,這是正常現象。
3)COMS電路的鎖定效應:
COMS電路由於輸入太大的電流,內部的電流急劇增大,除非切斷電源,電流一直在增
大。這種效應就是鎖定效應。當產生鎖定效應時,COMS的內部電流能達到 40mA以上,很
容易燒燬晶片。
防禦措施: 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定電
壓。
2)晶片的電源輸入端加去耦電路,防止VDD端出現瞬間的高壓。
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去。
4)當系統由幾個電源分別供電時,開關要按下列順序:開啟時,先開啟
COMS電路得電源,再開啟輸入訊號和負載的電源;關閉時,先關閉輸入訊號和負載的電
源,再關閉COMS電路的電源。
6,COMS電路的使用注意事項
1)COMS電路時電壓控制器件,它的輸入總抗很大,對干擾訊號的捕捉能力很強。所
以,不用的管腳不要懸空,要接上拉電阻或者下拉電阻,給它一個恆定的電平。
2)輸入端接低內組的訊號源時,要在輸入端和訊號源之間要串聯限流電阻,使輸入的
電流限制在 1mA之內。
3)當接長訊號傳輸線時,在COMS電路端接匹配電阻。
4)當輸入端接大電容時,應該在輸入端和電容間接保護電阻。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閘電路中輸入端負載特性(輸入端帶電阻特殊情況的處理) :
1)懸空時相當於輸入端接高電平。因為這時可以看作是輸入端接一個無窮大的電阻。
2)在閘電路輸入端串聯 10K電阻後再輸入低電平,輸入端出呈現的是高電平而不是低電
平。因為由TTL閘電路的輸入端負載特性可知,只有在輸入端接的串聯電阻小於 910 歐時,
它輸入來的低電平訊號才能被閘電路識別出來,串聯電阻再大的話輸入端就一直呈現高電
平。這個一定要注意。COMS閘電路就不用考慮這些了。
8,TTL電路有集電極開路OC門,MOS管也有和集電極對應的漏極開路的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,為什麼有漏電流呢?那是因為
當三機管截止的時候,它的基極電流約等於 0,但是並不是真正的為 0,經過三極體的集電
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。它可以吸收很大的電流,但是不能向外輸出的電流。
所以,為了能輸入和輸出電流,它使用的時候要跟電源和上拉電阻一齊用。OD門一般作為
輸出緩衝/驅動器、電平轉換器以及滿足吸收大負載電流的需要。
9,什麼叫做圖騰柱,它與開漏電路有什麼區別?
TTL積體電路中,輸出有接上拉三極體的輸出叫做圖騰柱輸出,沒有的叫做OC門。因為
TTL就是一個三級關,圖騰柱也就是兩個三級管推輓相連。所以推輓就是圖騰。一般圖騰式
輸出,高電平 400UA,低電平 8MA
TTL 電平與 CMOS 電平的區別
2007-11-16 14:07
TTL 電平訊號被利用的最多是因為通常資料表示採用二進位制規定,+5V 等價於邏輯"1",0V 等價
於邏輯"0",這被稱做 TTL(電晶體-電晶體邏輯電平)訊號系統,這是計算機處理器控制的裝置
內部各部分之間通訊的標準技術。
TTL 電平訊號對於計算機處理器控制的裝置內部的資料傳輸是很理想的,首先計算
機處理器控制的裝置內部的資料傳輸對於電源的要求不高以及熱損耗也較低, 另外 TTL 電平訊號
直接與積體電路連線而不需要價格昂貴的線路驅動器以及接收器電路; 再者, 計算機處理器控制
的裝置內部的資料傳輸是在高速下進行的,而 TTL 介面的操作恰能滿足這個要求。TTL 型通訊大
多數情況下,是採用並行資料傳輸方式,而並行資料傳輸對於超過 10 英尺的距離就不適合了。
這是由於可靠性和成本兩面的原因。 因為在並行介面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; 另外對於並行資料傳輸, 電纜以及聯結器的費用比起序列通訊方式來也要高一
些。
什麼是 TTL 電平,什麼是 CMOS 電平,他們的區別
(一)TTL 高電平 3.6~5V,低電平 0V~2.4V
CMOS 電平 Vcc 可達到 12V
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 積體電路電源電壓可以在較大範圍內變化,因而對電源的要求不像 TTL 積體電路那
樣嚴格。
用 TTL 電平他們就可以相容
(二)TTL 電平是 5V,CMOS 電平一般是 12V。
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 CMOS 電路,12V 的電平會損壞 TTL 電路,因此不能互相相容匹配。
(三)TTL 電平標準
輸出 L: <0.8V ; H:>2.4V。
輸入 L: <1.2V ; H:>2.0V
TTL 器件輸出低電平要小於 0.8V,高電平要大於 2.4V。輸入,低於 1.2V 就認為是 0,高於 2.0
就認為是 1。
CMOS 電平:
輸出 L: <0.1*Vcc ; H:>0.9*Vcc。
輸入 L: <0.3*Vcc ; H:>0.7*Vcc.
一般微控制器、DSP、FPGA 他們之間管教能否直接相連. 一般情況下,同電壓的是可
以的,不過最好是要好好查查技術手冊上的 VIL,VIH,VOL,VOH 的值,看是否能夠匹配(VOL 要小
於 VIL,VOH 要大於 VIH,是指一個連線當中的)。有些在一般應用中沒有問題,但是引數上就
是有點不夠匹配,在某些情況下可能就不夠穩定,或者不同批次的器件就不能執行。
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執行,但是,在引數上卻
是不匹配的,有些情況下就不能執行。
TTL 與 COMS 電平使用區別
1、電平的上限和下限定義不一樣,CMOS 具有更大的抗噪區域。
同是 5 伏供電的話,ttl 一般是 1.7V 和 3.5V 的樣子,CMOS 一般是
2.2V,2.9V 的樣子,不準確,僅供參考。
2、電流驅動能力不一樣,ttl 一般提供 25 毫安的驅動能力,而
CMOS 一般在 10 毫安左右。
3、需要的電流輸入大小也不一樣,一般 ttl 需要 2.5 毫安左右,CMOS
幾乎不需要電流輸入。
4、很多器件都是相容 ttl 和 CMOS 的,datasheet 會有說明。如果不考慮
速度和效能,一般器件可以互換。但是需要注意有時候負載效應可能
引起電路工作不正常,因為有些 ttl 電路需要下一級的輸入阻抗作為
負載才能正常工作。
TTL——Transistor-Transistor Logic
HTTL——High-speed TTL
LTTL——Low-power TTL
STTL——Schottky TTL
LSTTL——Low-power Schottky TTL
ASTTL——Advanced Schottky TTL
ALSTTL——Advanced Low-power Schottky TTL
FAST(F)——Fairchild Advanced schottky TTL
CMOS——Complementary metal-oxide-semiconductor
HC/HCT——High-speed CMOS Logic(HCT 與 TTL 電平相容)
AC/ACT——Advanced CMOS Logic(ACT 與 TTL 電平相容)(亦稱 ACL)
AHC/AHCT——Advanced High-speed CMOS Logic(AHCT 與 TTL 電平相容)
FCT——FACT 擴充套件系列,與 TTL 電平相容
FACT——Fairchild Advanced CMOS Technology,其
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。
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
它的噪聲容限是 0.4V.
2,CMOS 電平:
邏輯電平電壓接近於電源電壓,0 邏輯電平接近於 0V。而且具有很寬的噪聲容限。
3,電平轉換電路:
因為 TTL 和 COMS 的高低電平的值不一樣(ttl 5vcmos 3.3v),所以互相連線時需
要電平的轉換:就是用兩個電阻對電平分壓,沒有什麼高深的東西。
4,OC 門,即集電極開路閘電路,OD 門,即漏極開路閘電路,必須外界上拉電阻和電源才能
將開關電平作為高低電平用。否則它一般只作為開關大電壓和大電流負載,所以又叫做驅
動閘電路。
5,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。
2)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,傳輸延遲時間長(25-50ns),但功耗低。
COMS 電路本身的功耗與輸入訊號的脈衝頻率有關,頻率越高,晶片集越熱,這是正常
現象。
3)COMS 電路的鎖定效應:
COMS 電路由於輸入太大的電流,內部的電流急劇增大,除非切斷電源,電流一直在增大
。這種效應就是鎖定效應。當產生鎖定效應時,COMS 的內部電流能達到 40mA 以上,很容易
燒燬晶片。
防禦措施:
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定電壓。
2)晶片的電源輸入端加去耦電路,防止 VDD 端出現瞬間的高壓。
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去。
4)當系統由幾個電源分別供電時,開關要按下列順序:開啟時,先開啟 COMS 電路得電
源,再開啟輸入訊號和負載的電源;關閉時,先關閉輸入訊號和負載的電源,再關閉 COMS
電路的電源。
6,COMS 電路的使用注意事項
1)COMS 電路時電壓控制器件,它的輸入總抗很大,對干擾訊號的捕捉能力很強。所以
,不用的管腳不要懸空,要接上拉電阻或者下拉電阻,給它一個恆定的電平。
2)輸入端接低內組的訊號源時,要在輸入端和訊號源之間要串聯限流電阻,使輸入的
電流限制在 1mA 之內。
3)當接長訊號傳輸線時,在 COMS 電路端接匹配電阻。
4)當輸入端接大電容時,應該在輸入端和電容間接保護電阻。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 閘電路中輸入端負載特性(輸入端帶電阻特殊情況的處理):
1)懸空時相當於輸入端接高電平。因為這時可以看作是輸入端接一個無窮大的電阻。
2)在閘電路輸入端串聯 10K 電阻後再輸入低電平,輸入端出呈現的是高電平而不是低電
平。因為由 TTL 閘電路的輸入端負載特性可知,只有在輸入端接的串聯電阻小於 910 歐時,
它輸入來的低電平訊號才能被閘電路識別出來,串聯電阻再大的話輸入端就一直呈現高電
平。這個一定要注意。COMS 閘電路就不用考慮這些了。
8,TTL 電路有集電極開路 OC 門,MOS 管也有和集電極對應的漏極開路的 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,為什麼有漏電流呢?那是因為當三機管截
止的時候,它的基極電流約等於 0,但是並不是真正的為 0,經過三極體的集電極的電流也
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。它可以吸收很大的電流,但是不能向外輸出的電流。所以,為了
能輸入和輸出電流,它使用的時候要跟電源和上拉電阻一齊用。OD 門一般作為輸出緩衝/驅
動器、電平轉換器以及滿足吸收大負載電流的需要。
9,什麼叫做圖騰柱,它與開漏電路有什麼區別?
TTL 積體電路中,輸出有接上拉三極體的輸出叫做圖騰柱輸出,沒有的叫做 OC 門。因為