TTL电路与CMOS电路[借鉴].pdf

**TTL电路与CMOS电路详解** TTL电路与CMOS电路是数字集成电路中的两种主要类型，它们在电子设计和计算机硬件中起着至关重要的作用。TTL电路是由双极型晶体管组成的，其全称为晶体管-晶体管逻辑电路。这种电路以其高速度和低功耗的特点而闻名。CMOS电路则是基于金属-氧化物-半导体(MOS)结构的，由P型和N型MOS管构成，被称为互补金属氧化物半导体集成电路。CMOS电路以其低功耗和宽噪声容限而受到广泛应用。 **TTL电平标准** TTL电路的电平定义为：输出高电平通常高于2.4V，输出低电平低于0.4V。在正常室温下，输出高电平约为3.5V，输出低电平约为0.2V。对于输入电平，要求输入高电平不小于2.0V，输入低电平不大于0.8V，噪声容限为0.4V。这确保了在存在一定噪声的情况下，电路仍能正确识别逻辑状态。 **CMOS电平标准** 与TTL不同，CMOS电路的逻辑1接近电源电压，逻辑0接近0V。CMOS电路的噪声容限较宽，这使得它在嘈杂环境下仍能保持稳定工作。其功耗与输入信号的脉冲频率有关，频率越高，功耗越大。 **TTL与CMOS的比较** 1. 控制方式：TTL电路是电流控制，而CMOS电路是电压控制。 2. 速度与功耗：TTL速度快但功耗大，CMOS速度慢但功耗低。 3. 锁定效应：CMOS电路在输入过大电流时可能出现锁定效应，导致电流持续增加，需采取措施避免。 **使用注意事项** 1. CMOS电路： - 输入端不应悬空，应接上拉或下拉电阻。 - 输入端接低内阻信号源时，需串联限流电阻。 - 长信号线需匹配电阻。 - 输入端接大电容时，应加保护电阻。 - 输入电流超过1mA可能导致器件损坏。 2. TTL电路： - 电源电压保持在5V±10%范围内。 - 多余输入端不宜悬空，可接Vcc或通过电阻连接。 - 输出端不能直接接电源或接地，且不应直接并联。 - 考虑扇出系数以确保电路正常工作。 - 在高频环境中需采取措施抑制尖峰干扰。 **输入端负载特性** - TTL电路输入端悬空相当于高电平。 - TTL门电路输入端串联10K电阻后输入低电平，若电阻大于910欧，输入端会显示为高电平。CMOS门电路则无需考虑此类问题。 **开漏输出** TTL电路中有集电极开路的OC门，而CMOS中有漏极开路的OD门，其输出为开漏输出。在截止状态下，OC门会有漏电流输出，即漏电流。 TTL电路和CMOS电路各有优缺点，选择哪种电路取决于应用场景的需求，如速度、功耗、稳定性等因素。在实际使用中，必须遵循正确的操作规范，以确保电路的稳定性和可靠性。