TTL與CMOS的諸多對比知識點,電源新手不容錯過
發布時間:2015-04-13 責任編輯:sherry
【導讀】本篇文章對計算機處理器當中的TTL電平和CMOS電路的區別和使用注意,這對新手來說都是很有幫助的知識,希望大家在閱讀過本篇文章之後能對這兩種電平的應用有進一步的了解。
對於計算機處理器而言,使用TTL電平有利於設備內的數據傳輸,但是針對長距離的數據傳輸來說TTL就不太合適了。CMOS電平雖然沒有TTL電平的傳輸效率,但是在功耗方麵卻要優於前者。在電路當中,這兩種電平究竟發揮著怎樣的作用,區別又是什麼呢?
TTL電平
TTL電平信號被利用的最多是因為通常數據表示采用二進製規定,+5V等價於邏輯“1”,0V等價於邏輯“0”,這被稱做TTL(晶體管-晶體管邏輯電平)信號係統,這是計算機處理器控製的設備內部各部分之間通信的標準技術。
TTL電(dian)平(ping)信(xin)號(hao)對(dui)於(yu)計(ji)算(suan)機(ji)處(chu)理(li)器(qi)控(kong)製(zhi)的(de)設(she)備(bei)內(nei)部(bu)的(de)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)是(shi)很(hen)理(li)想(xiang)的(de),首(shou)先(xian)計(ji)算(suan)機(ji)處(chu)理(li)器(qi)控(kong)製(zhi)的(de)設(she)備(bei)內(nei)部(bu)的(de)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)對(dui)於(yu)電(dian)源(yuan)的(de)要(yao)求(qiu)不(bu)高(gao)以(yi)及(ji)熱(re)損(sun)耗(hao)也(ye)較(jiao)低(di),另(ling)外(wai)TTL電平信號直接與集成電路連接而不需要價格昂貴的線路驅動器以及接收器電路;再者,計算機處理器控製的設備內部的數據傳輸是在高速下進行的,而TTL接口的操作恰能滿足這個要求。TTL型通信大多數情況下,是采用並行數據傳輸方式,而並行數據傳輸對於超過10英ying尺chi的de距ju離li就jiu不bu適shi合he了le。這zhe是shi由you於yu可ke靠kao性xing和he成cheng本ben兩liang麵mian的de原yuan因yin。因yin為wei在zai並bing行xing接jie口kou中zhong存cun在zai著zhe偏pian相xiang和he不bu對dui稱cheng的de問wen題ti,這zhe些xie問wen題ti對dui可ke靠kao性xing均jun有you影ying響xiang。TTL電路不使用的輸入端懸空為高電平。
輸出高電平>2.4V,輸出低電平<0.4V。在室溫下,一般輸出高電平是3.5V,輸出低電平是0.2V。最小輸入高電平和低電平:輸入高電平>=2.0V,輸入低電平<=0.8V,噪聲容限是0.4V。
什麼是CMOS電平
邏輯電平電壓接近於電源電壓,0邏輯電平接近於0V。而且具有很寬的噪聲容限。CMOS電路輸出高電平約為0.9Vcc,而輸出低電平約為0.1Vcc。
CMOS電路不使用的輸入端不能懸空,會造成邏輯混亂。
另外,CMOS集成電路電源電壓可以在較大範圍內變化,因而對電源的要求不像TTL集成電路那樣嚴格。
電平轉換電路: 因為TTL和COMS的高低電平的值不一樣(ttl 5v<==>cmos 3.3v),所以互相連接時需要電平的轉換:就是用兩個電阻對電平分壓,沒有什麼高深的東西。
TTL和COMS電路比較
TTL電路是電流控製器件,而coms電路是電壓控製器件。
TTL電路的速度快,傳輸延遲時間短(5-10ns),但是功耗大。COMS電路的速度慢,傳輸延遲時間長(25-50ns),但功耗低。COMS電路本身的功耗與輸入信號的脈衝頻率有關,頻率越高,芯片集越熱,這是正常現象。
COMS電路的鎖定效應
COMS電路由於輸入太大的電流,內部的電流急劇增大,除非切斷電源,電流一直在增大。這種效應就是鎖定效應。當產生鎖定效應時,COMS的內部電流能達到40mA以上,很容易燒毀芯片。
防禦措施
在輸入端和輸出端加鉗位電路,使輸入和輸出不超過不超過規定電壓;
芯片的電源輸入端加去耦電路,防止VDD端出現瞬間的高壓;
在VDD和外電源之間加線流電阻,即使有大的電流也不讓它進去;
當係統由幾個電源分別供電時,開關要按下列順序:開啟時,先開啟COMS電路得電源,再開啟輸入信號和負載的電源;關閉時,先關閉輸入信號和負載的電源,再關閉COMS電路的電源。
COMS電路的使用注意事項
COMS電(dian)路(lu)時(shi)電(dian)壓(ya)控(kong)製(zhi)器(qi)件(jian),它(ta)的(de)輸(shu)入(ru)總(zong)抗(kang)很(hen)大(da),對(dui)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)的(de)捕(bu)捉(zhuo)能(neng)力(li)很(hen)強(qiang)。所(suo)以(yi),不(bu)用(yong)的(de)管(guan)腳(jiao)不(bu)要(yao)懸(xuan)空(kong),要(yao)接(jie)上(shang)拉(la)電(dian)阻(zu)或(huo)者(zhe)下(xia)拉(la)電(dian)阻(zu),給(gei)它(ta)一(yi)個(ge)恒(heng)定(ding)的(de)電(dian)平(ping)。
輸入端接低內組的信號源時,要在輸入端和信號源之間要串聯限流電阻,使輸入的電流限製在1mA之內。
當接長信號傳輸線時,在COMS電路端接匹配電阻。
當輸入端接大電容時,應該在輸入端和電容間接保護電阻。電阻值為R=V0/1mA.V0是外界電容上的電壓。
COMS的輸入電流超過1mA,就有可能燒壞COMS。
TTL門電路中輸入端負載特性(輸入端帶電阻特殊情況的處理)
懸空時相當於輸入端接高電平。因為這時可以看作是輸入端接一個無窮大的電阻。
在門電路輸入端串聯10K電阻後再輸入低電平,輸入端出呈現的是高電平而不是低電平。因為由TTL門電路的輸入端負載特性可知,隻有在輸入端接的串聯電阻小於910歐時,它輸入來的低電平信號才能被門電路識別出來,串聯電阻再大的話輸入端就一直呈現高電平。這個一定要注意。COMS門電路就不用考慮這些了。
TTL電路有集電極開路OC門,MOS管也有和集電極對應的漏極開路的OD門,它的輸出就叫做開漏輸出。OC門在截止時有漏電流輸出,那就是漏電流,為什麼有漏電流呢?那是因為當三機管截止的時候,它的基極電流約等於0,但是並不是真正的為0,經過三極管的集電極的電流也就不是真正的0,而是約0。而這個就是漏電流。開漏輸出:OC門的輸出就是開漏輸出;OD門men的de輸shu出chu也ye是shi開kai漏lou輸shu出chu。它ta可ke以yi吸xi收shou很hen大da的de電dian流liu,但dan是shi不bu能neng向xiang外wai輸shu出chu的de電dian流liu。所suo以yi,為wei了le能neng輸shu入ru和he輸shu出chu電dian流liu,它ta使shi用yong的de時shi候hou要yao跟gen電dian源yuan和he上shang拉la電dian阻zu一yi齊qi用yong。OD門一般作為輸出緩衝/驅動器、電平轉換器以及滿足吸收大負載電流的需要。
什麼叫做圖騰柱,它與開漏電路有什麼區別?
TTL集成電路中,輸出有接上拉三極管的輸出叫做圖騰柱輸出,沒有的叫做OC門。因為TTL就是一個三級關,圖騰柱也就是兩個三級管推挽相連。所以推挽就是圖騰。一般圖騰式輸出,高電平400UA,低電平8MA。
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