TTL和CMOS电路特点及区别

TTL和CMOS电路特点及区别
TTL和CMOS电路特点及区别
TTL门电路的空载功耗较CMOS门的静态功耗是较大的；CMOS的噪声容限更大，抗干扰能力更强；TTL的速度高于CMOS；CMOS驱动负载能力更强……
1. TTL即Transistor-Transistor Logic。

TTL电平信号被利用的最多是因为通常数据表示采用二进制规定，+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”，这被称做TTL（晶体管-晶体管逻辑电平）信号系统，这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。

TTL电平信号对于计算机处理器控制的设备内部的数据传输是很理想的，首先计算机处理器控制的设备内部的数据传输对于电源的要求不高以及热损耗也较低，另外TTL电平信号直接与集成电路连接而不需要价格昂贵的线路驱动器以及接收器电路；再者，计算机处理器控制的设备内部的数据传输是在高速下进行的，而TTL接口的操作恰能满足这个要求。

TTL型通信大多数情况下，是采用并行数据传输方式，而并行数据传输对于超过10英尺的距离就不适合了。

这是由于可靠性和成本两面的原因。

因为在并行接口中存在着偏相和不对称的问题，这些问题对可靠性均有影响。

TTL电路不使用的输入端悬空为高电平。

最小输出高电平VOHmin：2.4V ，输出低电平VOLmax：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VIHmin：2.0V ，最大输入低电平VILmax：0.8V ；它的噪声容限是0.4V。

2. CMOS即Complementary metal-oxide-semiconductor。

1逻辑电平电压接近于电源电压，0逻辑电平接近于0V。

而且具有很宽的噪声容限。

CMOS电路输出高电平约为0.9Vcc，而输出低电平约为 0.1Vcc。

CMOS电路不使用的输入端不能悬空，会造成逻辑混乱。

另外，CMOS集成电路电源电压可以在较大范围内变化，因而对电源的要求不像TTL集成电路那样严格。

3. 电平转换电路：TTL推动CMOS，因为信号为高电平时，TTL输出和CMOS输入的电压值不一样（TTL VOHmin=2.4v < CMOS VIHmin=3.5v），所以互相连接时需要电平的转换：就是用一个拉电阻接电源给TTL输出升压。

4. OC门，又称集电极开路与非门门电路，Open Collector（Open Drain）。

实际使用中,有时需要两个或两个以上与非门的输出端连接在同一条导线上，将这些与非门上的数据（状态电平）用同一条导线输送出去。

因此，需要一种新的与非门电路--OC门来实现“线与逻辑”。

OC门主要用于3个方面：
7. 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。

CMOS门电路就不用考虑这些了。

8. 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？那是因为当三机管截止的时候，它的基极电流约等于0，但是并不是真正的为0，经过三极管的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。

9. 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400μA，低电平8mA。

10 . CMOS电路与TTL电路的接口
其它器件驱动CMOS集成电路TTL-CMOS集成电路的接口：利用集电极开路的TTL 门电路可以方便灵活地实现TTL与CMOS集成电路的连接，其电路如图1所示。

图1中的RL是TTL集电极开路门的负载电阻，一般取值为几百Ω到几MΩ。

RL 取较大值便于减小集电极开路门的功耗，但在一定程度上影响电路的工作速度。

一般情况下，RL可取值47-220KΩ;中速、高速工作场合取20KΩ以下较为合适。

ECL-CMOS集成电路的接口：ECL集成电路驱动CMOS集成电路的连接方法如图2所示。

它利用MC1024（ECL）的输出去驱动晶体三极管VT，再由VT去驱动CMOS 集成电路。

当MC1024的两个输入端都是-8V时，VT截止；若两个输入中的一个为-1.6V，在两个输出之间就有1.6V的电压，既可驱动晶体管VT。

工业控制电路-CMOS集成电路的接口：图3所示接口电路，是利用分压电阻R1、R2将24V工业控制电路与CMOS集成电路连接。

滤波电容C提高了CMOS集成电路的抗干扰能力，两个箝位二极管VD1、VD2用来保证输入信号被控制在VDD和VSS之间。