邏輯門_TTL和CMOS的區別

TTL和CMOS的區別

區別

相關概念

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：
   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：
   因爲TTL和COMS的高低電平的值不一樣（ttl 5v<＝＝>cmos 3.3v），所以互相連接時需
   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
   將開關電平作爲高低電平用。否則它一般只作爲開關大電壓和大電流負載，所以又叫做驅
   動門電路。

5. TTL和COMS電路比較：

• 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，傳輸延遲時間長(25-50ns),但功耗低。
  COMS電路本身的功耗與輸入信號的脈衝頻率有關，頻率越高，芯片集越熱，這是正常現象。
• 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，很容易燒燬芯片。
  防禦措施：
  • 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。
  • 芯片的電源輸入端加去耦電路，防止VDD端出現瞬間的高壓。
  • 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。
  • 當系統由幾個電源分別供電時，開關要按下列順序：開啓時，先開啓COMS電路得電源，再開啓輸入信號和負載的電源；關閉時，先關閉輸入信號和負載的電源，再關閉COMS電路的電源。

6. COMS電路的使用注意事項

   • COMS電路時電壓控制器件，它的輸入總抗很大，對干擾信號的捕捉能力很強。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。
   • 輸入端接低內組的信號源時，要在輸入端和信號源之間要串聯限流電阻，使輸入的
     電流限制在1mA之內。
   • 當接長信號傳輸線時，在COMS電路端接匹配電阻。
   • 當輸入端接大電容時，應該在輸入端和電容間接保護電阻。電阻值爲R=V0/1mA.V0是
     外界電容上的電壓。
   • COMS的輸入電流超過1mA，就有可能燒壞COMS。

7. TTL門電路中輸入端負載特性（輸入端帶電阻特殊情況的處理）：

• 懸空時相當於輸入端接高電平。因爲這時可以看作是輸入端接一個無窮大的電阻。

• 在門電路輸入端串聯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。因爲由TTL門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，它輸入來的低電平信號才能被門電路識別出來，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門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，爲什麼有漏電流呢？那是因爲當三機管截止的時候，它的基極電流約等於0，但是並不是真正的爲0，經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，爲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門一般作爲輸出緩衝/驅動器、電平轉換器以及滿足吸收大負載電流的需要。

主要區別

1. TTL高電平3.6V到5V，低電平0V到2.4V
   CMOS電平Vcc可達到12V
   CMOS電路輸出高電平約爲0.9Vcc，而輸出低電平約爲
   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爲高電平
   另外，CMOS集成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集成電路那樣嚴格。
   用TTL電平他們就可以兼容
2. TTL電平是5V，CMOS電平一般是12V。
   因爲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，因此不能互相兼容匹配。
3. 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就認爲是0，高於2.0就認爲是1。
   CMOS電平：
   輸出 L： <0.1Vcc ； H：>0.9Vcc。
   輸入 L： <0.3Vcc ； H：>0.7Vcc.
4. CMOS電路的功耗要比TTL電路低,CMOS電路怕靜電

區分方法

1. CMOS是場效應管構成，TTL爲雙極晶體管構成。

2. COMS的邏輯電平範圍比較大，一般在5V～15V，TTL只能在5V下工作。

3. CMOS的高低電平之間相差比較大、抗干擾性強，TTL則相差小，抗干擾能力差 。

4. CMOS功耗很小，TTL功耗較大，一般在1～5mA/門。

5. CMOS的工作頻率較TTL略低，但是高速CMOS速度與TTL差不多相當。

6. TTL電路是電流控制器件，而coms電路是電壓控制器件。

7. 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信號的脈衝頻率有關，頻率越高，芯片集越熱，這是正常現象。

ttl和cmos的區別有很多，通過上面的七種方法就可以把兩者區分開，是非常實用的方法。