在工作中,會遇到OC門與OD門的稱謂。而感性的認識一般為:OD門是采用MOS管搭建的電路,壓(電壓)控元器件。OC門是采用晶體管搭建的電路,流(電流)控元器件。而OD門的功率損耗一般是小于OC門,為什么?
電平
TTL電平:
輸出電平:高電平Uoh >=2.4v 低電平Uol <= 0.4v
輸入電平:高電平Uih >= 2.0v 低電平 Uil <= 0.8v
CMOS電平:
輸出電平:高電平Uoh ≈ VCC Uol ≈ GND
輸入電平:高電平Uih >= 0.7VCC Uil <= 0.2VCC
備注:VCC是電源電壓,GND是數字地。
CMOS電路是電壓控制器件,由于是壓控,元器件的輸入電阻較大。由此,元器件對于干擾信號比較敏感,因為輸入電阻大,干擾信號會全部輸入到元器件中。由此,CMOS電路的輸入端管腳,最好不要開路,給定狀態,接地或者接到電壓源上。
輸出高低電平:
TTL 輸出電平容限:2.4v -0.4v= 2.0v
CMOS輸出電平容限:VCC (3.3v or 5v)
輸入高低電平:
TTL輸入電平容限:2.0v-0.8v = 1.2v
CMOS輸入電平容限:(0.7-0.2)VCC≈(1.65v 0r 2.5v)
由此可見,CMOS電路的輸入輸出高低電平容限較寬。
壓控與流控
TTL電路是流控電路,是依靠電流起控制作用的。通過控制基極電流來控制晶體管的工作情況(發射極、集電極電流的工作情況)。
CMOS電路是壓控電路,依靠電壓起控制作用??刂茤艠O與源極的電壓,控制CMOS工作在關斷區還是截止區。
由于TTL是流控器件,電流起作用,電路的響應速度較快,狀態建立時間5-10ns;而CMOS電路是壓控器件,狀態建立時間25-50ns。
由建立時間可以知道,TTL電路的電流較大,由此其功耗較大。而元器件功耗與另一因素有關。開關頻率,開關頻率越大,消耗的功率越大,表現為熱。
注意事項
CMOS電路:
CMOS電路輸入端,需要確定默認狀態,不能懸空,因為輸入管腳對于干擾信號的很敏感,一旦懸空,很容易引入干擾。CMOS電路的輸入電流不要超過1mA。不然,容易燒毀元器件。輸入端外界大電容,需要在輸入端與電容間串接保護電阻,形成濾波電路,避免燒毀元器件。
電阻選取原則R=V/1mA;V:外界電容的電壓。
TTL電路:
TTL電路輸入端懸空相當于端接高電平,相當于輸入端外界一個阻值無窮大的電阻。TTL門電路的輸入端串聯電阻不能過大。如果過大,會引起控制邏輯混亂,即:控制端是低電平,在三極管的基極被抬高為高電平。
TTL電路在截止狀態下,OC門依然有電流,稱為漏電流。而晶體管在截止狀態下,控制電壓存在,而由于有漏電流,導致在截止狀態下,依然有功率損耗。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:TTL和CMOS很基礎,但很多人不清楚
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