【導(dǎo)讀】本篇文章對計(jì)算機(jī)處理器當(dāng)中的TTL電平和CMOS電路的區(qū)別和使用注意，這對新手來說都是很有幫助的知識，希望大家在閱讀過本篇文章之后能對這兩種電平的應(yīng)用有進(jìn)一步的了解。
對于計(jì)算機(jī)處理器而言，使用TTL電平有利于設(shè)備內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸，但是針對長距離的數(shù)據(jù)傳輸來說TTL就不太合適了。CMOS電平雖然沒有TTL電平的傳輸效率，但是在功耗方面卻要優(yōu)于前者。在電路當(dāng)中，這兩種電平究竟發(fā)揮著怎樣的作用，區(qū)別又是什么呢？
TTL電平
TTL電平信號被利用的最多是因?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電平信號對于計(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(jià)格昂貴的線路驅(qū)動器以及接收器電路；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ΨQ的問題，這些問題對可靠性均有影響。TTL電路不使用的輸入端懸空為高電平。
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。
什么是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。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。
另外，CMOS集成電路電源電壓可以在較大范圍內(nèi)變化，因而對電源的要求不像TTL集成電路那樣嚴(yán)格。
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：就是用兩個電阻對電平分壓，沒有什么高深的東西。
TTL和COMS電路比較
TTL電路是電流控制器件，而coms電路是電壓控制器件。
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（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(guān)，頻率越高，芯片集越熱，這是正?，F(xiàn)象。
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
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；
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；
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；
當(dāng)系統(tǒng)由幾個電源分別供電時(shí)，開關(guān)要按下列順序：開啟時(shí)，先開啟COMS電路得電源，再開啟輸入信號和負(fù)載的電源；關(guān)閉時(shí)，先關(guān)閉輸入信號和負(fù)載的電源，再關(guān)閉COMS電路的電源。
COMS電路的使用注意事項(xiàng)
COMS電路時(shí)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(qiáng)。所以，不用的管腳不要懸空，要接上拉電阻或者下拉電阻，給它一個恒定的電平。
輸入端接低內(nèi)組的信號源時(shí)，要在輸入端和信號源之間要串聯(lián)限流電阻，使輸入的電流限制在1mA之內(nèi)。
當(dāng)接長信號傳輸線時(shí)，在COMS電路端接匹配電阻。
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。
COMS的輸入電流超過1mA，就有可能燒壞COMS。
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）
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無窮大的電阻。
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才能被門電路識別出來，串聯(lián)電阻再大的話輸入端就一直呈現(xiàn)高電平。這個一定要注意。COMS門電路就不用考慮這些了。
TTL電路有集電極開路OC門，MOS管也有和集電極對應(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)動器、電平轉(zhuǎn)換器以及滿足吸收大負(fù)載電流的需要。
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就是一個三級關(guān)，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。
