TTL和CMOS門電路的區(qū)別 COMS電路的使用注意事項(xiàng)

TTL和CMOS門電路的區(qū)別：

1. TTL和帶緩沖的TTL信號(hào) 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。

2. CMOS電平：

1邏輯電平電壓接近于電源電壓，0邏輯電平接近于0V。而且具有很寬的噪聲容限。

3. 電平轉(zhuǎn)換電路：

因?yàn)門TL和COMS的高低電平的值不一樣（ttl 5v《＝＝》cmos 3.3v），所以互相連接時(shí)需要電平的轉(zhuǎn)換：就是用兩個(gè)電阻對(duì)電平分壓，沒有什么高深的東西。

4. OC門，即集電極開路門電路，OD門，即漏極開路門電路，必須外界上拉電阻和電源才能將開關(guān)電平作為高低電平用。否則它一般只作為開關(guān)大電壓和大電流負(fù)載，所以又叫做驅(qū)動(dòng)門電路。

5. TTL和COMS電路比較：

1）TTL電路是電流控制器件，而coms電路是電壓控制器件。

2）TTL電路的速度快，傳輸延遲時(shí)間短（5-10ns），但是功耗大。COMS電路的速度慢，傳輸延遲時(shí)間長(zhǎng)（25-50ns），但功耗低。COMS電路本身的功耗與輸入信號(hào)的脈沖頻率有關(guān)，頻率越高，芯片集越熱，這是正常現(xiàn)象。

3）COMS電路的鎖定效應(yīng)：

COMS電路由于輸入太大的電流，內(nèi)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(yīng)就是鎖定效應(yīng)。當(dāng)產(chǎn)生鎖定效應(yīng)時(shí)，COMS的內(nèi)部電流能達(dá)到40mA以上，很容易燒毀芯片。

防御措施： 1）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(guī)定電壓。

2）芯片的電源輸入端加去耦電路，防止VDD端出現(xiàn)瞬間的高壓。

3）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(jìn)去。

4）當(dāng)系統(tǒng)由幾個(gè)電源分別供電時(shí)，開關(guān)要按下列順序：開啟時(shí)，先開啟COMS電路得電源，再開啟輸入信號(hào)和負(fù)載的電源；關(guān)閉時(shí)，先

關(guān)閉輸入信號(hào)和負(fù)載的電源，再關(guān)閉COMS電路的電源。

6. COMS電路的使用注意事項(xiàng)

1）COMS電路時(shí)電壓控制器件，它的輸入總抗很大，對(duì)干擾信號(hào)的捕捉能力很強(qiáng)。所以，不用的管腳不要懸空，要接上拉電阻或者下拉電阻，

給它一個(gè)恒定的電平。

2）輸入端接低內(nèi)組的信號(hào)源時(shí)，要在輸入端和信號(hào)源之間要串聯(lián)限流電阻，使輸入的電流限制在1mA之內(nèi)。

3）當(dāng)接長(zhǎng)信號(hào)傳輸線時(shí)，在COMS電路端接匹配電阻。

4）當(dāng)輸入端接大電容時(shí)，應(yīng)該在輸入端和電容間接保護(hù)電阻。電阻值為R=V0/1mA.V0是外界電容上的電壓。

5）COMS的輸入電流超過1mA，就有可能燒壞COMS。

7. TTL門電路中輸入端負(fù)載特性（輸入端帶電阻特殊情況的處理）：

1）懸空時(shí)相當(dāng)于輸入端接高電平。因?yàn)檫@時(shí)可以看作是輸入端接一個(gè)無窮大的電阻。

2）在門電路輸入端串聯(lián)10K電阻后再輸入低電平，輸入端出呈現(xiàn)的是高電平而不是低電平。因?yàn)橛蒚TL門電路的輸入端負(fù)載特性可知，只有在輸

入端接的串聯(lián)電阻小于910歐時(shí)，它輸入來的低電平信號(hào)才能被門電路識(shí)別出來，串聯(lián)電阻再大的話輸入端就一直呈現(xiàn)高電平。這個(gè)一定要注意。COMS門電路就不用考慮這些了。

8. TTL電路有集電極開路OC門，MOS管也有和集電極對(duì)應(yīng)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(shí)有漏電流輸出，那就是漏電流，為什么有漏電流呢？那是因?yàn)楫?dāng)三機(jī)管截止的時(shí)候，它的基極電流約等于0，但是并不是真正的為0，經(jīng)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(gè)就是漏電流。開漏輸出：OC門的輸出就是開漏輸出；OD門的輸出也是開漏輸出。它可以吸收很大的電流，但是不能向外輸出的電流。所以，為了能輸入和輸出電流，它使用的時(shí)候要跟電源和上拉電阻一齊用。OD門一般作為輸出緩沖/驅(qū)動(dòng)器、電平轉(zhuǎn)換器以及滿足吸收大負(fù)載電流的需要。

9. 什么叫做圖騰柱，它與開漏電路有什么區(qū)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?yàn)門TL就是一個(gè)三級(jí)關(guān)，圖騰柱也就是兩個(gè)三級(jí)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

TTL電平信號(hào)被利用的最多是因?yàn)橥ǔ?shù)據(jù)表示采用二進(jìn)制規(guī)定，+5V等價(jià)于邏輯“1”，0V等價(jià)于邏輯“0”，這被稱做TTL（晶體管-晶體管邏輯電平）信號(hào)系統(tǒng)，這是計(jì)算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部各部分之間通信的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。

TTL電平信號(hào)對(duì)于計(jì)算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸是很理想的，首先計(jì)算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸對(duì)于電源的要求不高以及熱損耗也較低，另外TTL電平信號(hào)直接與集成電路連接而不需要價(jià)格昂貴的線路驅(qū)動(dòng)器以及接收器電路；再者，計(jì)算機(jī)處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸是在高速下進(jìn)行的，而TTL接口的操作恰能滿足這個(gè)要求。TTL型通信大多數(shù)情況下，是采用并行數(shù)據(jù)傳輸方式，而并行數(shù)據(jù)傳輸對(duì)于超過10英尺的距離就不適合了。這是由于可靠性和成本兩面的原因。因?yàn)樵诓⑿薪涌谥写嬖谥嗪筒粚?duì)稱的問題，這些問題對(duì)可靠性均有影響；另外對(duì)于并行數(shù)據(jù)傳輸，電纜以及連接器的費(fèi)用比起串行通信方式來也要高一些。 10. 閑置引腳處理：

1）CMOS數(shù)字電路的空閑引腳，應(yīng)該根據(jù)CMOS數(shù)字電路的種類、引腳的功能和電路的邏輯要求，分 不同的情況進(jìn)行處理。

1. 對(duì)于多余的輸出端一般應(yīng)該懸空；

2. 對(duì)于一個(gè)集成塊中多余不用的門電路或觸發(fā)器，應(yīng)該將其所有的輸入端接地（或接正電源Vcc）；

3. 對(duì)于與門、與非門多余的輸入端，可將其接正電源Vcc；也可將其與使用中的輸入端并接在一起使用；

4. 對(duì)于或門、或非門多余的輸入端，可將其接地；也可將其與使用中的輸入端并接使用；

5. 對(duì)于觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、寄存器等數(shù)字電路不用的輸入端，應(yīng)該根據(jù)電路邏輯功能的要求，將其接正電源Vcc或接地。例如：對(duì)于不用

的清零端R（“1”電平清零）應(yīng)將其接地；而對(duì)于不用的清零端R（“0”低電平清零）則應(yīng)將其接正電源Vcc.

２）TTL集成門電路使用時(shí)，對(duì)于閑置輸入端（不用的輸入端）一般不懸空，主要是防止干擾信號(hào)從懸空輸入端引入電路。對(duì)于閑置輸入端的處理以不改變電路邏輯狀態(tài)及工作穩(wěn)定為原則。常用的方法有以下幾種：

（１）與非門的閑置輸入端可直接接電源電壓VCC，或通過1～10kΩ的電阻接電源VCC。

（2）如前級(jí)驅(qū)動(dòng)能力允許時(shí)，可將閑置輸入端與有用輸入端并聯(lián)使用。

（3）在外界干擾很小時(shí)，與非門的閑置輸入端可以剪斷或懸空，但不允許接開路長(zhǎng)線，以免引入干擾而產(chǎn)生邏輯錯(cuò)誤。

（4）或非門不使用的閑置輸入端應(yīng)接地，對(duì)與或非門中不使用的與門至少有一個(gè)輸入端接地

上拉電阻下拉電阻的總結(jié)-轉(zhuǎn)載

上拉電阻：

1、當(dāng)TTL電路驅(qū)動(dòng)COMS電路時(shí)，如果TTL電路輸出的高電平低于COMS電路的最低高電平（一般為3.5V），這時(shí)就需要在TTL的輸出端接上拉電阻，以提高輸出高電平的值。

2、OC門電路必須加上拉電阻，才能使用。

3、為加大輸出引腳的驅(qū)動(dòng)能力，有的單片機(jī)管腳上也常使用上拉電阻。

4、在COMS芯片上，為了防止靜電造成損壞，不用的管腳不能懸空，一般接上拉電阻產(chǎn)生降低輸入阻抗，提供泄荷通路。

5、芯片的管腳加上拉電阻來提高輸出電平，從而提高芯片輸入信號(hào)的噪聲容限增強(qiáng)抗干擾能力。

6、提高總線的抗電磁干擾能力。管腳懸空就比較容易接受外界的電磁干擾。

7、長(zhǎng)線傳輸中電阻不匹配容易引起反射波干擾，加上下拉電阻是電阻匹配，有效的抑制反射波干擾。

上拉電阻阻值的選擇原則包括：

1、從節(jié)約功耗及芯片的灌電流能力考慮應(yīng)當(dāng)足夠大；電阻大，電流小。

2、從確保足夠的驅(qū)動(dòng)電流考慮應(yīng)當(dāng)足夠小；電阻小，電流大。

3、對(duì)于高速電路，過大的上拉電阻可能邊沿變平緩。綜合考慮

以上三點(diǎn)，通常在1k到10k之間選取。對(duì)下拉電阻也有類似道理

對(duì)上拉電阻和下拉電阻的選擇應(yīng)結(jié)合開關(guān)管特性和下級(jí)電路的輸入特性進(jìn)行設(shè)定，主要需要考慮以下幾個(gè)因素：

1． 驅(qū)動(dòng)能力與功耗的平衡。以上拉電阻為例，一般地說，上拉電阻越小，驅(qū)動(dòng)能力越強(qiáng)，但功耗越大，設(shè)計(jì)是應(yīng)注意兩者之間的均衡。

2． 下級(jí)電路的驅(qū)動(dòng)需求。同樣以上拉電阻為例，當(dāng)輸出高電平時(shí)，開關(guān)管斷開，上拉電阻應(yīng)適當(dāng)選擇以能夠向下級(jí)電路提供足夠的電流。

3． 高低電平的設(shè)定。不同電路的高低電平的門檻電平會(huì)有不同，電阻應(yīng)適當(dāng)設(shè)定以確保能輸出正確的電平。以上拉電阻為例，當(dāng)輸出低電平時(shí)，開關(guān)管導(dǎo)通，上拉電阻和開關(guān)管導(dǎo)通電阻分壓值應(yīng)確保在零電平門檻之下。

4． 頻率特性。以上拉電阻為例，上拉電阻和開關(guān)管漏源級(jí)之間的電容和下級(jí)電路之間的輸入電容會(huì)形成RC延遲，電阻越大，延遲越大。上拉電阻的設(shè)定應(yīng)考慮電路在這方面的需求。

下拉電阻的設(shè)定的原則和上拉電阻是一樣的。

OC門輸出高電平時(shí)是一個(gè)高阻態(tài)，其上拉電流要由上拉電阻來提供，設(shè)輸入端每端口不大于100uA，設(shè)輸出口驅(qū)動(dòng)電流約500uA，標(biāo)準(zhǔn)工作電壓是5V，輸入口的高低電平門限為0.8V（低于此值為低電平）；2V（高電平門限值）。

選上拉電阻時(shí)：

500uA x 8.4K= 4.2即選大于8.4K時(shí)輸出端能下拉至0.8V以下，此為最小阻值，再小就拉不下來了。如果輸出口驅(qū)動(dòng)電流較大，則阻值可減小，保證下拉時(shí)能低于0.8V即可。

當(dāng)輸出高電平時(shí)，忽略管子的漏電流，兩輸入口需200uA

200uA x15K=3V即上拉電阻壓降為3V，輸出口可達(dá)到2V，此阻值為最大阻值，再大就拉不到2V了。選10K可用。COMS門的可參考74HC系列

設(shè)計(jì)時(shí)管子的漏電流不可忽略，IO口實(shí)際電流在不同電平下也是不同的，上述僅僅是原理，一句話概括為：輸出高電平時(shí)要喂飽后面的輸入口，輸出低電平不要把輸出口喂撐了（否則多余的電流喂給了級(jí)聯(lián)的輸入口，高于低電平門限值就不可靠了）

在數(shù)字電路中不用的輸入腳都要接固定電平，通過1k電阻接高電平或接地。

1. 電阻作用：

1）接電組就是為了防止輸入端懸空

2）減弱外部電流對(duì)芯片產(chǎn)生的干擾

3） 保護(hù)cmos內(nèi)的保護(hù)二極管，一般電流不大于10mA

4 ）上拉和下拉、限流

5）改變電平的電位，常用在TTL-CMOS匹配

6） 在引腳懸空時(shí)有確定的狀態(tài)

7）增加高電平輸出時(shí)的驅(qū)動(dòng)能力。

8）為OC門提供電流

• 那要看輸出口驅(qū)動(dòng)的是什么器件，如果該器件需要高電壓的話，而輸出口的輸出電壓又不夠，就需要加上拉電阻。
• 如果有上拉電阻那它的端口在默認(rèn)值為高電平你要控制它必須用低電平才能控制如三態(tài)門電路三極管的集電極，或二極管正極去控制把上拉電阻的電流拉下來成為低電平。反之，
• 尤其用在接口電路中，為了得到確定的電平，一般采用這種方法，以保證正確的電路狀態(tài)，以免發(fā)生意外，比如，在電機(jī)控制中，逆變橋上下橋臂不能直通，如果它們都用同一個(gè)單片機(jī)來驅(qū)動(dòng)，必須設(shè)置初始狀態(tài)。防止直通！

2、定義：

• 上拉就是將不確定的信號(hào)通過一個(gè)電阻嵌位在高電平！電阻同時(shí)起限流作用！下拉同理！
• 上拉是對(duì)器件注入電流，下拉是輸出電流
• 弱強(qiáng)只是上拉電阻的阻值不同，沒有什么嚴(yán)格區(qū)分
• 對(duì)于非集電極（或漏極）開路輸出型電路（如普通門電路）提升電流和電壓的能力是有限的，上拉電阻的功能主要是為集電極開路輸出型電路輸出電流通道。

3、為什么要使用拉電阻：

• 一般作單鍵觸發(fā)使用時(shí)，如果IC本身沒有內(nèi)接電阻，為了使單鍵維持在不被觸發(fā)的狀態(tài)或是觸發(fā)后回到原狀態(tài)，必須在IC外部另接一電阻。
• 數(shù)字電路有三種狀態(tài)：高電平、低電平、和高阻狀態(tài)，有些應(yīng)用場(chǎng)合不希望出現(xiàn)高阻狀態(tài)，可以通過上拉電阻或下拉電阻的方式使處于穩(wěn)定狀態(tài)，具體視設(shè)計(jì)要求而定！
• 一般說的是I/O端口，有的可以設(shè)置，有的不可以設(shè)置，有的是內(nèi)置，有的是需要外接，I/O端口的輸出類似與一個(gè)三極管的C，當(dāng)C接通過一個(gè)電阻和電源連接在一起的時(shí)候，該電阻成為上C拉電阻，也就是說，如果該端口正常時(shí)為高電平，C通過一個(gè)電阻和地連接在一起的時(shí)候，該電阻稱為下拉電阻，使該端口平時(shí)為低電平，作用嗎：

比如：當(dāng)一個(gè)接有上拉電阻的端口設(shè)為輸如狀態(tài)時(shí)，他的常態(tài)就為高電平，用于檢測(cè)低電平的輸入。

• 上拉電阻是用來解決總線驅(qū)動(dòng)能力不足時(shí)提供電流的。一般說法是拉電流，下拉電阻是用來吸收電流的，也就是你同學(xué)說的灌電流