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发表于 2009-9-19 14:17:41
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TTL电平和CMOS电平
TTL电平和CMOS电平,主要有以下几种:
TTL——Transistor-Transistor Logic 标准TTL电平
HTTL——High-speed TTL 高速TTL电平
LTTL——Low-power TTL 低功耗TTL电平
STTL——Schottky TTL 肖特基TTL电平
LSTTL——Low-power Schottky TTL 低功耗肖特基TTL电平
ASTTL——Advanced Schottky TTL 高级肖特基TTL电平
ALSTTL——Advanced Low-power Schottky TTL 高级低功耗肖特基TTL电平
FAST(F)——Fairchild Advanced schottky TTL
CMOS——Complementary metal-oxide-semiconductor
HC/HCT——High-speed CMOS Logic(HCT与TTL电平兼容)
AC/ACT——Advanced CMOS Logic(ACT与TTL电平兼容)(亦称ACL)
AHC/AHCT——Advanced High-speed CMOS Logic(AHCT与TTL电平兼容)
FCT——FACT扩展系列,与TTL电平兼容
FACT——Fairchild Advanced CMOS Technology
TTL电平
输出高电平>2.4V,输出低电平<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:输入高电平>=2.0V,输入低电平<=0.8V,噪声容限是0.4V.
CMOS电平
逻辑1 电平电压接近于电源电压,逻辑0 电平接近于0V,而且具有很宽的噪声容限.
电平转换电路:
因为TTL和COMS的高低电平值不一样,所以互相连接时需要电平的转换:就是用两个电阻对电平分压,没有什么高深的东西.
OC门
即集电极开路门电路,OD门 即漏极开路门电路,必须外接上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用,否则它一般只作为开关大电压和大电流负载,所以又叫做驱动门电路.
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),但功耗低.
COMS电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关,频率越高,芯片集越热,这是正常
现象.
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,这种效应就是锁定效应.当产生锁定效应时,COMS的内部电流能达到40mA以上,很容易烧毁芯片.
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和外电源之间加限流电阻,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,开关要按下列顺序:开启时,先开启COMS电路的电源,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.
COMS电路的使用注意事项
1)COMS电路是电压控制器件,它的输入阻抗很大,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)输入端接低内阻的信号源时,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是外接电容上的电压.
5)COMS的输入电流超过1mA,就有可能烧坏COMS.
TTL门电路中输入端负载特性(输入端带电阻特殊情况的处理)
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,输入端出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,这个一定要注意,COMS门电路就不用考虑这些了.
TTL电路有集电极开路OC门,MOS管也有和集电极对应的漏极开路的OD门,它的输出就叫做开漏输出.
OC门在截止时有漏电流输出,那就是漏电流,为什么有漏电流呢?那是因为当三极管截止的时候,它的基极电流约等于0,但是并不是真正的为0,经过三极管集电极的电流也就不是真正的0,而是约0,而这个就是漏电流.
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.OD门一般作为输出缓冲/驱动器、电平转换器以及满足吸收大负载电流的需要.
什么叫做图腾柱,它与开漏电路有什么区别?
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就是一个三极管,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.
CMOS和TTL 电平的主要区别是输入转换电平:CMOS 的转换电平是电源电压的 1/2, 从 4000系列的电源电压最高可达18V, 到74HC的5V, 以至3.3V和将来的2.5V,1.8V,0.8V 等等. 这是因为CMOS的输入是互补的,保证转换电平是电源电压的1/2,TTL由于其输入多射极晶体管的结构所决定,转换电平是2倍的PN 结正向压降,大约是1.4V左右,TTL电源只有5V的,而且输入的电流方向是向外的.
CMOS器件不用的输入端必须连到高电平或低电平,这是因为CMOS是高输入阻抗器件,理想状态是没有输入电流的.如果不用的输入引脚悬空,很容易感应到干扰信号,影响芯片的逻辑运行,甚至静电积累永久性的击穿这个输入端,造成芯片失效.
另外,只有4000系列的CMOS器件可以工作在15伏电源下,74HC、74HCT等都只能工作在 5伏电源下,现在已经有工作在3伏和2.5伏电源下的 CMOS 逻辑电路芯片了.
CMOS :输出高电平H 5V,输出低电平L 0V;TTL 输出高电平H:4.3V左右,输出低电平L 0.4V;
TTL:双极器件、电源电压5V、速度快数ns、功耗大mA_级、负载力大,负载以mA计,不用端多半可不做处理.
CMOS:单级器件、电源电压可到15V、速度慢几百nS,功耗低省电uA_级、负载力小以容性负载计,不用端必须处理.
设计便携式和电池供电的设备多用CMOS芯片,对速度要求较高的最好选用TTL中的74SXXX系列,通常用74HCXXX系列的可兼顾速度和功耗.是一种改进型的CMOS技术. |
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发表于 2009-9-19 14:12:28
