TTL和CMOS電路解析
TTL電平最常用于有關(guān)電專業(yè),如:電路、數(shù)字電路、微機原理與接口技術(shù)、單片機等課程中都有所涉及。在數(shù)字電路中只有兩種電平(高和低)高電平+5V、低電平0V.同樣運用比較廣泛的還有CMOS電平、232電平、485電平等。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201808/387872.htmTTL電路
TTL集成電路的主要型式為晶體管-晶體管邏輯門(transistor-transistor logic gate),TTL大部分都采用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
CMOS電路
CMOS電路是電壓控制器件,輸入電阻極大,對于干擾信號十分敏感,因此不用的輸入端不應(yīng)開路,接到地或者電源上。CMOS電路的優(yōu)點是噪聲容限較寬,靜態(tài)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(qū)動TTL,因為CMOS的輸出高電平大于2.0V,輸出低電平小于0.8V;而TTL電路則不能直接驅(qū)動CMOS電路,TTL的輸出高電平為大于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,低電平小于0.4V滿足要求,所以在TTL電路驅(qū)動COMS電路時需要加上拉電阻。如果出現(xiàn)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(xiàn)3.3V的COMS電路去驅(qū)動5V CMOS電路的情況,如3.3V單片機去驅(qū)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)的芯片,因為3.3V CMOS可以直接驅(qū)動5V的TTL電路;或者加電壓轉(zhuǎn)換芯片;還有就是把單片機的I/O口設(shè)為開漏,然后加上拉電阻到5V,這種情況下得根據(jù)實際情況調(diào)整電阻的大小,以保證信號的上升沿時間。
74系列簡介
74系列可以說是我們平時接觸的最多的芯片,74系列中分為很多種,而我們平時用得最多的應(yīng)該是以下幾種:74LS,74HC,74HCT這三種,這三種系列在電平方面的區(qū)別如下:
輸入電平輸出電平
74LS TTL電平TTL電平
74HC COMS電平COMS電平
74HCT TTL電平COMS電平
TTL和CMOS電平
1、TTL電平(什么是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),所以互相連接時需要電平的轉(zhuǎn)換:就是用兩個電阻對電平分壓,沒有什么高深的東西。
2、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(guān)電平作為高低電平用。否則它一般只作為開關(guān)大電壓和大電流負載,所以又叫做驅(qū)動門電路。
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信號的脈沖頻率有關(guān),頻率越高,芯片集越熱,這是正常現(xiàn)象。
3)COMS電路的鎖定效應(yīng):
COMS電路由于輸入太大的電流,內(nèi)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(yīng)就是鎖定效應(yīng)。當產(chǎn)生鎖定效應(yīng)時,COMS的內(nèi)部電流能達到40mA以上,很容易燒毀芯片。
防御措施: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(guī)定電壓。2)芯片的電源輸入端加去耦電路,防止VDD端出現(xiàn)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(tǒng)由幾個電源分別供電時,開關(guān)要按下列順序:開啟時,先開啟COMS路得電源,再開啟輸入信號和負載的電源;關(guān)閉時,先關(guān)閉輸入信號和負載的電源,再關(guān)閉COMS電路的電源。
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