CMOS和TTL的區別

TTL電路是晶體管-晶體管邏輯電路的英文縮寫（Transister-Transister-Logic ），是數字集成電路的一大門類。它采用雙極型工藝制造，具有高速度低功耗和品種多等特點。

CMOS是:金屬-氧化物-半導體(Metal-Oxide-Semiconductor)結構的晶體管簡稱MOS晶體管，有P型MOS管和N型MOS管 之分。
由 MOS管構成的集成電路稱為MOS集成電路，而由PMOS管和NMOS管共同構成的互補型MOS集成電路即為 CMOS-IC（ Complementary MOS Integrated Circuit）。

CMOS集成電路的性能特點：  
微功耗—CMOS電路的單門靜態功耗在毫微瓦（nw）數量級。 
高噪聲容限—CMOS電路的噪聲容限一般在40%電源電壓以上。 
寬工作電壓范圍—CMOS電路的電源電壓一般為1.5~18伏。  
高邏輯擺幅—CMOS電路輸出高、低電平的幅度達到全電為VDD，邏輯“0”為VSS。 
高輸入阻抗--CMOS電路的輸入阻抗大于108Ω,一般可達1010Ω。 
高扇出能力--CMOS電路的扇出能力大于50。  
低輸入電容--CMOS電路的輸入電容一般不大于5PF。 
寬工作溫度范圍—陶瓷封裝的CMOS電路工作溫度范圍為 - 55 ℃ ~ 125 ℃；塑封的CMOS電路為 – 40 ℃ ~ 85 ℃。

1，TTL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。

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電平作為高低電平用。否則它一般只作為開關大電壓和大電流負載，所以又叫做驅 動門電路。

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沖頻率有關，頻率越高，芯片集越熱，這是正常現象。  
3）COMS電路的鎖定效應：      COMS電路由于輸入太大的電流，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定電 壓。                  
2）芯片的電源輸入端加去耦電路，防止VDD端出現瞬間的高壓。                  
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去。

4）當系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。

6，COMS電路的使用注意事項      
1）COMS電路時電壓控制器件，它的輸入總抗很大，對干擾信號的捕捉能力很強。所以，不用的管腳不要懸空，要接上拉電阻或者下拉電阻，給它一個恒定的電平。       
2）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 電流限制在1mA之內。      
3）當接長信號傳輸線時，在COMS電路端接匹配電阻。      
4）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。      
5）COMS的輸入電流超過1mA，就有可能燒壞COMS。

7，TTL門電路中輸入端負載特性（輸入端帶電阻特殊情況的處理）：      
1）懸空時相當于輸入端接高電平。因為這時可以看作是輸入端接一個無窮大的電阻。     
2）在門電路輸入端串聯10K電阻后再輸入低電平，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，只有在輸入端接的串聯電阻小于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。

8，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，為什么有漏電流呢？那是因為 當三機管截止的時候，它的基極電流約等于0，但是并不是真正的為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，它使用的時候要跟電源和上拉電阻一齊用。OD門一般作為 輸出緩沖/驅動器、電平轉換器以及滿足吸收大負載電流的需要。

9，什么叫做圖騰柱，它與開漏電路有什么區別？      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

TTL電平與CMOS電平的區別
TTL電平信號被利用的最多是因為通常數據表示采用二進制規定，+5V等價于邏輯"1"，0V等價于邏輯"0"，這被稱做TTL（晶體管-晶體管邏輯電平）信號系統，這是計算機處理器控制的設備內部各部分之間通信的標準技術。

TTL電平信號對于計算機處理器控制的設備內部的數據傳輸是很理想的，首先計算機處理器控制的設備內部的數據傳輸對于電源的要求不高以及熱損耗也較低，另外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，計算機處理器控制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，是采用并行數據傳輸方式，而并行數據傳輸對于超過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。因為在并行接口中存在著偏相和不對稱的問題，這些問題對可靠性均有影響；另外對于并行數據傳輸，電纜以及連接器的費用比起串行通信方式來也要高一些。

什么是TTL電平，什么是CMOS電平，他們的區別  
(一)TTL高電平3.6~5V，低電平0V~2.4V  CMOS電平Vcc可達到12V   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。  TTL電路不使用的輸入端懸空為高電平   另外，CMOS集成電路電源電壓可以在較大范圍內變化，因而對電源的要求不像TTL集成電路那樣嚴格。   用TTL電平他們就可以兼容

(二)TTL電平是5V，CMOS電平一般是12V。   因為TTL電路電源電壓是5V，CMOS電路電源電壓一般是12V。   5V的電平不能觸發CMOS電路，12V的電平會損壞TTL電路，因此不能互相兼容匹配。

(三)TTL電平標準   輸出 L： <0.8V ； H：>2.4V。  輸入 L： <1.2V ； H：>2.0V   TTL器件輸出低電平要小于0.8V，高電平要大于2.4V。輸入，低于1.2V就認為是0，高于2.0就認為是1。    CMOS電平：   輸出 L： <0.1*Vcc ； H：>0.9*Vcc。  輸入 L： <0.3*Vcc ； H：>0.7*Vcc.

一般單片機、DSP、FPGA他們之間管教能否直接相連. 一般情況下，同電壓的是可以的，不過最好是要好好查查技術手冊上的VIL,VIH,VOL,VOH的值，看是否能夠匹配（VOL要小于VIL，VOH要大于VIH，是指一個連接當中的）。有些在一般應用中沒有問題，但是參數上就是有點不夠匹配，在某些情況下可能就不夠穩定，或者不同批次的器件就不能運行。

例如：74LS的器件的輸出，接入74HC的器件。在一般情況下都能好好運行，但是，在參數上卻是不匹配的，有些情況下就不能運行。

TTL與COMS電平使用區別    
1、電平的上限和下限定義不一樣，CMOS具有更大的抗噪區域。    同是5伏供電的話，ttl一般是1.7V和3.5V的樣子，CMOS一般是    2.2V,2.9V的樣子，不準確，僅供參考。

2、電流驅動能力不一樣，ttl一般提供25毫安的驅動能力，而    CMOS一般在10毫安左右。    
3、需要的電流輸入大小也不一樣，一般ttl需要2.5毫安左右，CMOS    幾乎不需要電流輸入。    
4、很多器件都是兼容ttl和CMOS的，datasheet會有說明。如果不考慮    速度和性能，一般器件可以互換。但是需要注意有時候負載效應可能    引起電路工作不正常，因為有些ttl電路需要下一級的輸入阻抗作為    負載才能正常工作。    
    TTL—— Transistor-Transistor Logic  
    HTTL—— High-speed TTL  
    LTTL—— Low-power TTL  
    STTL—— Schottky TTL   
    LSTTL—— Low-power Schottky TTL  
    ASTTL—— Advanced Schottky TTL   
    ALSTTL—— Advanced Low-power Schottky TTL  
    FAST(F)—— Fairchild Advanced schottky TTL  
    CMOS—— Complementary metal-oxide-semiconductor  
    HC/HCT—— High-speed CMOS Logic(HCT與TTL電平兼容)   
    AC/ACT—— Advanced CMOS Logic(ACT與TTL電平兼容)（亦稱ACL）  
    AHC/AHCT—— Advanced High-speed CMOS Logic(AHCT與TTL電平兼容)  
    FCT—— FACT擴展系列，與TTL電平兼容   
    FACT—— Fairchild Advanced CMOS Technology,其

1，TTL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  它的噪聲容限是0.4V.

2,CMOS電平：   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，電平轉換電路：   因為TTL和COMS的高低電平的值不一樣（ttl 5vcmos 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  將開關電平作為高低電平用。否則它一般只作為開關大電壓和大電流負載，所以又叫做驅  動門電路。

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沖頻率有關，頻率越高，芯片集越熱，這是正常  現象。   
3）COMS電路的鎖定效應：   COMS電路由于輸入太大的電流，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定電壓。  
               2）芯片的電源輸入端加去耦電路，防止VDD端出現瞬間的高壓。  
               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去。   
               4）當系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。

6，COMS電路的使用注意事項   
    1）COMS電路時電壓控制器件，它的輸入總抗很大，對干擾信號的捕捉能力很強。所以  ，不用的管腳不要懸空，要接上拉電阻或者下拉電阻，          給它一個恒定的電平。  
    2）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  電流限制在1mA之內。   
    3）當接長信號傳輸線時，在COMS電路端接匹配電阻。   
    4）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。   
    5）COMS的輸入電流超過1mA，就有可能燒壞COMS。

7，TTL門電路中輸入端負載特性（輸入端帶電阻特殊情況的處理）：   
    1）懸空時相當于輸入端接高電平。因為這時可以看作是輸入端接一個無窮大的電阻。    
    2）在門電路輸入端串聯10K電阻后再輸入低電平，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，只有在            輸入端接的串聯電阻小于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。

8，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，為什么有漏電流呢？那是因為當三機管截  止的時候，它的基極電流約等于0，但是并不是真正的為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，它使用的時候要跟電源和上拉電阻一齊用。OD門一般作為輸出緩沖/驅  動器、電平轉換器以及滿足吸收大負載電流的需要。  

9，什么叫做圖騰柱，它與開漏電路有什么區別？   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     
1.      TTL電路和CMOS電路的邏輯電平    VOH:   邏輯電平 1 的輸出電壓    VOL:   邏輯電平 0 的輸出電壓    VIH :   邏輯電平 1 的輸入電壓    VIH :   邏輯電平 0 的輸入電壓    TTL電路臨界值：    VOHmin    =     2.4V     VOLmax   =     0.4V    VIHmin    =     2.0V     VILmax   =     0.8V    CMOS電路臨界值（電源電壓為＋5V）    VOHmin    =     4.99V      VOLmax   =     0.01V    VIHmin    =     3.5V     VILmax   =     1.5V    
2.      TTL和CMOS的邏輯電平轉換    CMOS電平能驅動TTL電平    TTL電平不能驅動CMOS電平，需加上拉電阻。    
3.      常用邏輯芯片特點    
                                      74LS系列：          TTL           輸入:     TTL         輸出:     TTL   

                                      74HC系列：         CMOS        輸入:     CMOS     輸出:     CMOS    
                                      74HCT系列：       CMOS        輸入:     TTL         輸出:     CMOS    
                                      CD4000系列：     CMOS        輸入:     CMOS     輸出:     CMOS