TTL与CMOS相关知识总结
本文对TTL与CMOS的相关知识进行了总结,涵盖了TTL电平、CMOS电平、电平转换电路、OC门、OD门、TTL和COMS电路比较、COMS电路的锁定效应防御措施、COMS电路使用注意事项、TTL门电路中输入端负载特性、开漏输出、图腾柱输出等方面的知识点。
一、TTL电平
TTL电平输出高电平大于2.4V,输出低电平小于0.4V。在室温下,一般输出高电平是3.5V,输出低电平是0.2V。最小输入高电平和低电平分别是2.0V和0.8V,噪声容限是0.4V。
二、CMOS电平
CMOS电平电压接近于电源电压,1逻辑电平电压接近于电源电压,0逻辑电平电压接近于0V。且具有很宽的噪声容限。
三、电平转换电路
由于TTL和COMS的高低电平的值不一样(TTL 5V <=> CMOS 3.3V),所以互相连接时需要电平的转换。可以使用两个电阻对电平分压来实现电平转换。
四、OC门和OD门
OC门,即集电极开路门电路,OD门,即漏极开路门电路。它们需要外加上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用。否则它们一般只能作为开关大电压和大电流负载,所以也叫做驱动门电路。
五、TTL和COMS电路比较
1)TTL电路是电流控制器件,而COMS电路是电压控制器件。
2)TTL电路的速度快,传输延迟时间短(5-10ns),但是功耗大。COMS电路的速度慢,传输延迟时间长(25-50ns),但是功耗低。
3)COMS电路的锁定效应:COMS电路由于输入太大的电流,内部的电流急剧增大,除非切断电源,电流一直在增大。
六、COMS电路的锁定效应防御措施
1)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。
2)芯片的电源输入端加去耦电路,防止VDD端出现瞬间的高压。
3)在VDD和外电源之间加线流电阻,即使有大的电流也不让它进去。
4)当系统由几个电源分别供电时,开关要按以下顺序:开启时,先开启COMS电路得电源,再开启输入信号和负载的电源;关闭时,先关闭输入信号和负载的电源,再关闭COMS电路的电源。
七、COMS电路的使用注意事项
1)COMS电路时电压控制器件,它的输入总抗很大,对干扰信号的捕捉能力很强。所以,不用的管脚不要悬空,要接上拉电阻或者下拉电阻,给它一个恒定的电平。
2)输入端接低内组的信号源时,要在输入端和信号源之间要串联限流电阻,使输入的电流限制在1mA之内。
3)当接长信号传输线时,在COMS电路端接匹配电阻。
4)当输入端接大电容时,应该在输入端和电容间接保护电阻。电阻值为R=V0/1mA.V0是外界电容上的电压。
八、TTL门电路中输入端负载特性
1)悬空时相当于输入端接高电平。因为这时可以看作是输入端接一个无穷大的电阻。
2)在门电路输入端串联10K电阻后再输入低电平,输入端呈现的是高电平而不是低电平。因为由TTL门电路的输入端负载特性可知,只有在输入端接的串联电阻小于910欧时,它输入来的低电平信号才能被门电路识别出来,串联电阻再大的话输入端就一直呈现高电平。
九、开漏输出
OC门的输出就是开漏输出;OD门的输出也是开漏输出。它可以吸收很大的电流,但是不能向外输出的电流。所以,为了能输入和输出电流,它使用的时候要跟电源和上拉电阻一齐用。
十、图腾柱输出
TTL集成电路中,输出有接上拉三极管的输出叫做图腾柱输出,没有的叫做OC门。因为TTL就是一个三级关,图腾柱也就是两个三级管推挽相连。所以推挽就是图腾。一般图腾式输出,高电平400UA,低电平8MA