ttl與cmos的區(qū)別,ttl與cmos的優(yōu)缺點(diǎn)-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2023-12-22
TTL電平信號(hào)在電路設(shè)計(jì)中被利用的最多是因?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集成電路的全名是晶體管-晶體管邏輯集成電路(Transistor-Transistor Logic)，主要有54/74系列標(biāo)準(zhǔn)TTL、高速型TTL(H-TTL)、低功耗型TTL(L-TTL)、肖特基型TTL(S-TTL)、低功耗肖特基型TTL(LS-TTL)五個(gè)系列。
標(biāo)準(zhǔn)TTL：輸入高電平最小2V，輸出高電平最小2.4V,典型值3.4V,輸入低電平最大0.8V，輸出低電平最大0.4V，典型值0.2V。
肖特基型TTL(S-TTL)：輸入高電平最小2V，輸出高電平最?、耦?.5V，Ⅱ、Ⅲ類2.7V，典型值3.4V，輸入低電平最大0.8V，輸出低電平最大0.5V。
低功耗肖特基型TTL(LS-TTL)：輸入高電平最小2V，輸出高電平最小Ⅰ類2.5V，Ⅱ、Ⅲ類2.7V，典型值3.4V，輸入低電平最大Ⅰ類0.7V，Ⅱ、Ⅲ類0.8V，輸出低電平最大Ⅰ類0.4V，Ⅱ、Ⅲ類0.5V，典型值0.25V。
TTL優(yōu)點(diǎn)：速度快
TTL缺點(diǎn)：無(wú)法大規(guī)模集成，因?yàn)槿龢O管的靜態(tài)電流損耗很大，且TTL輸入只是雙極晶體管的基極，需要一些電流來(lái)打開(kāi)它。輸入電流的大小取決于內(nèi)部電路，最高可達(dá)1.6mA。當(dāng)許多TTL輸入連接到一個(gè)TTL輸出時(shí)，這就成了一個(gè)問(wèn)題，這通常只是一個(gè)上拉電阻或一個(gè)相當(dāng)差的驅(qū)動(dòng)高側(cè)晶體管。
COMS集成電路是互補(bǔ)對(duì)稱金屬氧化物半導(dǎo)體(Compiementary symmetry metal oxide semicoductor)集成電路的英文縮寫(xiě)，電路的許多基本邏輯單元都是用增強(qiáng)型PMOS晶體管和增強(qiáng)型NMOS管按照互補(bǔ)對(duì)稱形式連接的，靜態(tài)功耗很小。
COMS電路的供電電壓VDD范圍比較廣在+5--+15V均能正常工作，電壓波動(dòng)允許±10，當(dāng)輸出電壓高于VDD-0.5V時(shí)為邏輯1，輸出電壓低于VSS+0.5V(VSS為數(shù)字地)為邏輯0。
CMOS優(yōu)點(diǎn)：靜態(tài)電流幾乎為0，損耗小，靜態(tài)功耗接近為0，可在芯片里大規(guī)模集成。CMOS晶體管是場(chǎng)效應(yīng)的，換句話說(shuō)，柵極處存在的電場(chǎng)足以影響半導(dǎo)體通道進(jìn)入導(dǎo)通。理論上，除了柵極的小漏電流外，不產(chǎn)生電流，漏電流通常在皮安培或納安培量級(jí)。
CMOS缺點(diǎn)：由于CMOS芯片有一定的輸入電容，因此上身時(shí)間有限，速度相對(duì)TTL較慢為了確保在高頻下上升時(shí)間快，CMOS需要一個(gè)大電流，在MHz或GHz頻率下可以達(dá)到幾安培的數(shù)量級(jí)。這個(gè)電流只有在輸入必須改變狀態(tài)時(shí)才被消耗，不像TTL，偏置電流必須與信號(hào)一起存在。
1、CMOS是場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成，TTL為雙極晶體管構(gòu)成。
2、COMS的邏輯電平范圍比較大，一般在5V～15V，TTL只能在5V下工作。
3、CMOS的高低電平之間相差比較大、抗干擾性強(qiáng)，TTL則相差小，抗干擾能力差 。
4、CMOS功耗很小，TTL功耗較大，一般在1～5mA/門。
5、CMOS的工作頻率較TTL略低，但是高速CMOS速度與TTL差不多相當(dāng)。
6、TTL電路是電流控制器件，而coms電路是電壓控制器件。
7、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。
CMOS和TTL的共同之處
CMOS和TTL都不能讓輸入端口懸空。
因?yàn)槎丝趹铱諘?huì)導(dǎo)致意想不到的后果，比如受到噪聲干擾，增加功耗。
對(duì)于CMOS的輸入端，應(yīng)該按照邏輯需求將他們要么和VCC連接，要么和GND連接。
對(duì)于TTL的輸入端，應(yīng)該將他們和VCC連接，或者通過(guò)一個(gè)下拉電阻實(shí)現(xiàn)低電平。不能直接將TTL輸入端和GND直接連接，因?yàn)檫@樣會(huì)導(dǎo)致過(guò)電流，損壞器件。
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