TTL和CMOS区别
#一、定义
TTL集成电路的全名是晶体管-晶体管逻辑集成电路(Transistor-Transistor Logic),主要有54/74系列标准TTL、高速型TTL(HTTL)、低功耗型TTL(LTTL)、肖特基型TTL(S-TTL)、低功耗肖特基型TTL(LSTTL)五个系列。
CMOS集成电路全名是互补金属-氧化物-半导体场效应管(Complementary metal-oxide-semiconductor)。
TTL电路的电平就叫TTL电平,CMOS电路的电平就叫CMOS电平。
#二、标准电平
TTL电平:
输出:低电平小于0.4V,高电平高于2.4V
输入:低电平小于0.8V,高电平高于2.0V
CMOS电平:
输出:低电平小于0.1Vcc,高电平高与0.9Vcc
输入:低电平小于0.3Vcc,高电平高于0.7Vcc
对于5V的TTL电平,在室温情况下,一般输出高电平是3.5V,输出低电平是0.2V;输入高电平高于2.0V,输入点电平小于0.2V;噪声容限是0.4V。
CMOS的逻辑高电平电压接近于电源电压,低电平电压接近于0.
#三、TTL与CMOS电路比较
- TTL集成电路功耗大,驱动能力强,一般提供25mA的驱动电流;CMOS集成电路功耗 低,与输入的信号频率有关,工作电压范围大,一般提供10mA左右驱动电流。
- TTL是电流控制器件,一般需要2.5mA的输入电流;CMOS是电压控制器件,几乎不需要电流输入。
- TTL电路速度快,传输延时时间短(5-10ns);CMOS速度慢,传输时间较长(25-50ns)。
- CMOS锁定效应:CMOS电路由于输入太大的电流,内部电流急剧增加,除非切断电源,否则一直在增加。当产生锁定效应时,内部电流达到40mA以上时,就会烧毁芯片。对此可以采取以下措施:
a、在输入端和输出端加钳位电路,使输入和输出不超过规定电压;
b、芯片的电源输入端加入去耦电容,防止VDD出现瞬间的高压;
c、在VDD与外电源之间加入限流电阻,防止电流过大。 - 当系统又几个电源供电时,电源的开关按照以下顺序:开启顺序,先开启CMOS电路,再开启输入信号和负载电源;关闭顺序正好相反。
- CMOS电路注意事项:
a、CMOS电路是电压控制器件,输入阻抗很大,对干扰信号的扑捉能力很强,因此不用的管脚不能悬空,要通过上拉或者下拉给定一个电平;
b、输入端接低内阻的信号时,在输入端与信号之间加限流电阻,使输入的电流限制在1mA以内;
c、接长信号传输线时,在CMOS电路端接匹配电阻;
d、在输入端接大电容时,应该在输入端和电容之间接保护电阻,保护电阻的组值R=Vo/1mA,Vo为外界电容上的电压;
e、CMOS输入电流超过1mA时,可能会烧坏CMOS。 - TTL门电路中输入端负载特性
a、悬空时相当于输入端接高电平;
b、输入端接的串联电阻小于910欧姆的时候,输入的低电平信号才能被门电路识别,否则输入端门电路一直呈现高电平。