TTL和CMOS電路解析

5：閥值電平(Vt)：數(shù)字電路芯片都存在一個閾值電平，就是電路剛剛勉強能翻轉(zhuǎn)動作時的電平。它是一個界于Vil、Vih之間的電壓值，對于CMOS電路的閾值電平，基本上是二分之一的電源電壓值，但要保證穩(wěn)定的輸出，則必須要求輸入高電平> Vih，輸入低電平對于一般的邏輯電平，以上參數(shù)的關(guān)系如下：

Voh > Vih > Vt > Vil > Vol

6：Ioh：邏輯門輸出為高電平時的負載電流(為拉電流)。

7：Iol：邏輯門輸出為低電平時的負載電流(為灌電流)。

8：Iih：邏輯門輸入為高電平時的電流(為灌電流)。

9：Iil：邏輯門輸入為低電平時的電流(為拉電流)。

門電路輸出極在集成單元內(nèi)不接負載電阻而直接引出作為輸出端，這種形式的門稱為開路門。開路的TTL、CMOS、ECL門分別稱為集電極開路(OC)、漏極開路(OD)、發(fā)射極開路(OE)，使用時應(yīng)審查是否接上拉電阻(OC、OD門)或下拉電阻(OE門)，以及電阻阻值是否合適。對于集電極開路(OC)門，其上拉電阻阻值RL應(yīng)滿足下面條件：

(1)：RL(VCC-Vol)/(Iol+m*Iil)

其中n：線與的開路門數(shù);m：被驅(qū)動的輸入端數(shù)。

10：常用的邏輯電平

。邏輯電平：有TTL、CMOS、LVTTL、ECL、PECL、GTL;RS232、RS422、LVDS等。

。其中TTL和CMOS的邏輯電平按典型電壓可分為四類：5V系列(5V TTL和5V CMOS)、3.3V系列，2.5V系列和1.8V系列。

。5V TTL和5V CMOS邏輯電平是通用的邏輯電平。

。3.3V及以下的邏輯電平被稱為低電壓邏輯電平，常用的為LVTTL電平。

。低電壓的邏輯電平還有2.5V和1.8V兩種。

。ECL/PECL和LVDS是差分輸入輸出。

。RS-422/485和RS-232是串口的接口標準，RS-422/485是差分輸入輸出，RS-232是單端輸入輸出。

OC門

OC門，又稱集電極開路(漏極開路)與非門門電路，Open Collector(Open Drain)。

為什么引入OC門?

實際使用中，有時需要兩個或兩個以上與非門的輸出端連接在同一條導線上，將這些與非門上的數(shù)據(jù)(狀態(tài)電平)用同一條導線輸送出去。因此，需要一種新的與非門電路——OC門來實現(xiàn)“線與邏輯”。

OC門主要用于3個方面：

1、實現(xiàn)與或非邏輯，用做電平轉(zhuǎn)換，用做驅(qū)動器。由于OC門電路的輸出管的集電極懸空，使用時需外接一個上拉電阻Rp到電源VCC.OC門使用上拉電阻以輸出高電平，此外為了加大輸出引腳的驅(qū)動能力，上拉電阻阻值的選擇原則，從降低功耗及芯片的灌電流能力考慮應(yīng)當足夠大;從確保足夠的驅(qū)動電流考慮應(yīng)當足夠小。

2、線與邏輯，即兩個輸出端(包括兩個以上)直接互連就可以實現(xiàn)“AND”的邏輯功能。在總線傳輸?shù)葘嶋H應(yīng)用中需要多個門的輸出端并聯(lián)連接使用，而一般TTL門輸出端并不能直接并接使用，否則這些門的輸出管之間由于低阻抗形成很大的短路電流(灌電流)，而燒壞器件。在硬件上，可用OC門或三態(tài)門(ST門)來實現(xiàn)。用OC門實現(xiàn)線與，應(yīng)同時在輸出端口應(yīng)加一個上拉電阻。

3、三態(tài)門(ST門)主要用在應(yīng)用于多個門輸出共享數(shù)據(jù)總線，為避免多個門輸出同時占用數(shù)據(jù)總線，這些門的使能信號(EN)中只允許有一個為有效電平(如高電平)，由于三態(tài)門的輸出是推拉式的低阻輸出，且不需接上拉(負載)電阻，所以開關(guān)速度比OC門快，常用三態(tài)門作為輸出緩沖器。

什么是OC、OD?

集電極開路門(集電極開路OC或漏極開路OD)

Open-Drain是漏極開路輸出的意思，相當于集電極開路(Open-Collector)輸出，即TTL中的集電極開路(OC)輸出。一般用于線或、線與，也有的用于電流驅(qū)動。

Open-Drain是對MOS管而言，Open-Collector是對雙極型管而言，在用法上沒啥區(qū)別。