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TTL與CMOS電平的知識點

硬件筆記本 ? 來源:硬件筆記本 ? 2023-03-17 09:31 ? 次閱讀

問題引入

在工作中,會遇到OC門與OD門的稱謂。而感性的認識一般為:OD門是采用MOS管搭建的電路,壓(電壓)控元器件。

OC門是采用晶體管搭建的電路,流(電流)控元器件。而OD門的功率損耗一般是小于OC門,為什么?

電平

TTL電平:

輸出電平:高電平Uoh >=2.4v 低電平Uol <= 0.4v

輸入電平:高電平Uih >= 2.0v 低電平 Uil <= 0.8v

CMOS電平:

輸出電平:高電平Uoh ≈ VCC Uol ≈ GND

輸入電平:高電平Uih >= 0.7*VCC Uil <= 0.2*VCC

備注:VCC是電源電壓 GND是數字地

CMOS電路是電壓控制器件,由于是壓控,元器件的輸入電阻較大。

由此,元器件對于干擾信號比較敏感,因為輸入電阻大,干擾信號會全部輸入到元器件中。

由此,CMOS電路的輸入端管腳,最好不要開路,給定狀態,接地或者接到電壓源上。

輸出高低電平:TTL 輸出電平容限:2.4v -0.4v= 2.0v

CMOS輸出電平容限:VCC (3.3v or 5v)

輸入高低電平:TTL輸入電平容限:2.0v-0.8v = 1.2v

CMOS輸入電平容限:(0.7-0.2)VCC≈(1.65v 0r 2.5v)

由此可見,CMOS電路的輸入輸出高低電平容限較寬。

壓控與流控

TTL電路是流控電路,是依靠電流起控制作用的。通過控制基極電流來控制晶體管的工作情況(發射極 集電極電流的工作情況)。

CMOS電路是壓控電路,依靠電壓起控制作用。控制柵極與源極的電壓,控制CMOS工作在關斷區還是截止區。

由于TTL是流控器件,電流起作用,電路的響應速度較快,狀態建立時間在在5-10ns,而CMOS電路是壓控器件,狀態建立時間25-50ns。

由建立時間可以知道,TTL電路的電流較大。由此其功耗較大。

而元器件功耗與另一因素有關。開關頻率,開關頻率越大,消耗的功率越大,表現為熱。

注意事項:

CMOS電路:

CMOS電路輸入端,需要確定默認狀態,不能懸空,因為輸入管腳對于干擾信號的很敏感,一旦懸空,很容易引入干擾。

CMOS電路的輸入電流不要超過1mA。不然,容易燒毀元器件。

輸入端外界大電容,需要在輸入端與電容間串接保護電阻,形成濾波電路,避免燒毀元器件。電阻選取原則R=V/1mA

V:外界電容的電壓。

TTL電路

TTL電路輸入端懸空相當于端接高電平。相當于輸入端外界一個阻值無窮大的電阻。

TTL門電路的輸入端串聯電阻不能過大。如果過大,會引起控制邏輯混亂。即控制端是低電平。在三極管的基極被抬高為高電平。

TTL電路在截止狀態下,OC門依然有電流,稱為漏電流。而晶體管在截止狀態下,控制電壓存在,

而由于有漏電流,導致在截止狀態下,依然有功率損耗。

審核編輯:湯梓紅
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原文標題:TTL與CMOS,很基礎但很多人不知道

文章出處:【微信號:gh_a6560e9c41d7,微信公眾號:硬件筆記本】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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