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詳解TTL和CMOS電平(轉)

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電路

  積體電路的主要型式為電晶體-電晶體邏輯閘(transistor-transistor logic gate),TTL大部分都採用5V電源。

  1.輸出高電平Uoh和輸出低電平Uol

  Uoh≥2.4V,Uol≤0.4V

  2.輸入高電平和輸入低電平

  Uih≥2.0V,Uil≤0.8V

電路

  電路是電壓控制器件,輸入電阻極大,對於干擾訊號十分敏感,因此不用的輸入端不應開路,接到地或者電源上。CMOS電路的優點是噪聲容限較寬,靜態功耗很小。

  1.輸出高電平Uoh和輸出低電平Uol

  Uoh≈VCC,Uol≈GND

  2.輸入高電平Uoh和輸入低電平Uol

  Uih≥0.7VCC,Uil≤0.2VCC(VCC為電源電壓,GND為地)

從上面可以看出:

  在同樣5V電源電壓情況下,COMS電路可以直接驅動TTL,因為CMOS的輸出高電平大於2.0V,輸出低電平小於0.8V;而TTL電路則不能直接驅動CMOS電路,TTL的輸出高電平為大於2.4V,如果落在2.4V~3.5V之間,則CMOS電路就不能檢測到高電平,低電平小於0.4V滿足要求,所以在TTL電路驅動COMS電路時需要加上拉電阻。如果出現不同電壓電源的情況,也可以通過上面的方法進行判斷。

  如果電路中出現3.3V的COMS電路去驅動5V CMOS電路的情況,如3.3V微控制器去驅動74HC,這種情況有以下幾種方法解決,最簡單的就是直接將74HC換成74HCT(74系列的輸入輸出在下面有介紹)的晶片,因為3.3V CMOS可以直接驅動5V的TTL電路;或者加電壓轉換晶片;還有就是把微控制器的I/O口設為開漏,然後加上拉電阻到5V,這種情況下得根據實際情況調整電阻的大小,以保證訊號的上升沿時間。

TTL和CMOS電平

1、TTL電平(什麼是TTL電平):

輸出高電平>2.4V,輸出低電平=2.0V,輸入低電平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。

2、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。

3、TTL和COMS電路比較:

1)TTL電路是電流控制器件,而CMOS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和外電源之間加限流電阻,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。