詳解TTL和CMOS電平

　　“TTL電平”最常用于有關(guān)電專業(yè)，如：電路、數(shù)字電路、微機(jī)原理與接口技術(shù)、單片機(jī)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(yùn)用比較廣泛的還有CMOS電平、232電平、485電平等。

　　TTL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(duì)于干擾信號(hào)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(diǎn)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(dòng)TTL，因?yàn)镃MOS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(dòng)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(dòng)COMS電路時(shí)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(jìn)行判斷。

　　如果電路中出現(xiàn)3.3V的COMS電路去驅(qū)動(dòng)5V CMOS電路的情況，如3.3V單片機(jī)去驅(qū)動(dòng)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?yàn)?.3V CMOS可以直接驅(qū)動(dòng)5V的TTL電路;或者加電壓轉(zhuǎn)換芯片;還有就是把單片機(jī)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(shí)際情況調(diào)整電阻的大小，以保證信號(hào)的上升沿時(shí)間。

　　74系列簡介

　　74系列可以說是我們平時(shí)接觸的最多的芯片，74系列中分為很多種，而我們平時(shí)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(shí)需要電平的轉(zhuǎn)換：就是用兩個(gè)電阻對(duì)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(fù)載，所以又叫做驅(qū)動(dòng)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(shí)間短(5-10ns)，但是功耗大。COMS電路的速度慢，傳輸延遲時(shí)間長(25-50ns)，但功耗低。COMS電路本身的功耗與輸入信號(hào)的脈沖頻率有關(guān)，頻率越高，芯片集越熱，這是正?，F(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(dāng)產(chǎn)生鎖定效應(yīng)時(shí)，COMS的內(nèi)部電流能達(dá)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(jìn)去。4)當(dāng)系統(tǒng)由幾個(gè)電源分別供電時(shí)，開關(guān)要按下列順序：開啟時(shí)，先開啟COMS路得電源，再開啟輸入信號(hào)和負(fù)載的電源;關(guān)閉時(shí)，先關(guān)閉輸入信號(hào)和負(fù)載的電源，再關(guān)閉COMS電路的電源。