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TTL与COMS电平,特性,比较及注意事项

高工
2013-10-25 15:56:36     打赏

1.CMOS电平:

'1'逻辑电平电压接近于电源电压,'0'逻辑电平接近于0V。噪声容限很大

2.TTL电平:

输出高电平>2.4V,输出低电平0.4V。在室温下,一般输出高电平是3.5V,输出低电平是0.2V。最小输入高电平和低电平:输入高电平>=2.0V,输入低电平=0.8V,噪声容限是0.4V。

3.电平转换电路:

因为TTL和COMS的高低电平的值不一样(ttl 5v==>cmos 3.3v),所以互相连接时需要电平的转换:就是用两个电阻对电平分压.

功耗

TTL门电路的空载功耗与CMOS门的静态功耗相比,是较大的,约为数十毫瓦(mw)而后者仅约为几十纳(10-9)瓦;在输出电位发生跳变时(由低到高或由高到低),TTL和CMOS门电路都会产生数值较大的尖峰电流,引起较大的动态功耗。

速度

通常以为TTL门的速度高于“CMOS门电路。影响 TTL门电路工作速度的主要因素是电路内部管子的开关特性、电路结构及内部的各电阻阻数值。电阻数值越大,工作速度越低。管子的开关时间越长,门的工作速度越低。门的速度主要体现在输出波形相对于输入波形上有“传输延时”tpd。将tpd与空载功耗P的乘积称为“速度-功耗积”,做为器件性能的一个重要指标,其值越小,表明器件的性能越 好(一般约为几十皮(10-12)焦耳)。与TTL门电路的情况不同,影响CMOS电路工作速度的主要因素在于电路的外部,即负载电容CL。CL是主要影响器件工作速度的原因。由CL所决定的影响CMOS门的传输延时约为几十纳秒。

4.COMS电路的使用注意事项

1)COMS电路时电压控制器件,它的输入总抗很大,对干扰信号的捕捉能力很强。所以,不用的管脚不要悬空,要接上拉电阻或者下拉电阻,给它一个恒定的电平。

2)输入端接低内组的信号源时,要在输入端和信号源之间要串联限流电阻,使输入的电流限制在1mA之内。

3)当接长信号传输线时,在COMS电路端接匹配电阻。

4)当输入端接大电容时,应该在输入端和电容间接保护电阻。电阻值为R=V0/1mA.V0是外界电容上的电压。

5)COMS的输入电流超过1mA,就有可能烧坏COMS。

5.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。COMS门电路就不用考虑这些了。

6.TTL和COMS电路比较:

1)TTL电路是电流控制器件,而coms电路是电压控制器件。

2)TTL电路的速度快,传输延迟时间短(5-10ns),但是功耗大。

COMS电路的速度慢,传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。

COMS电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关,频率越高,芯片集越热,这是正常现象。

3)COMS电路的锁定效应:

COMS电路由于输入太大的电流,内部的电流急剧增大,除非切断电源,电流一直在增大。这种效应就是锁定效应。当产生锁定效应时,COMS的内部电流能达到40mA以上,很容易烧毁芯片。

防御措施:

1)在输入端和输出端加钳位电路,使输入和输出不超过不超过规定电压。

2)芯片的电源输入端加去耦电路,防止VDD端出现瞬间的高压。

3)在VDD和外电源之间加线流电阻,即使有大的电流也不让它进去。

4)当系统由几个电源分别供电时,开关要按下列顺序:开启时,先开启COMS电路得电源,再开启输入信号和负载的电源;关闭时,先关闭输入信号和负载的电源,再关闭COMS电路的电源。

扩展阅读:TTL、CMOS电平和OC门知识大全




关键词: 基础知识    

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