原创 基础知识：TTL，CMOS区别

1 、TTL，Transistor-Transistor Logic三极管逻辑电路；

       CMOS，Complementary metal-oxide-semiconductor互补金属-氧化物-半导体场效应管

        TTL集成电路。功耗较大，驱动能力强，一般工作电压+5V

       CMOS集成电路功耗小，工作电压范围很大，Vcc可达到12V，一般速度也低，但是技术在改进，这已经不是问题。

2 、CMOS电路不使用的输入端不能悬空，会造成逻辑混乱。TTL电路不使用的输入端悬空为高电平。另外，CMOS集成电路电源电压可以在较大范围内变化，因而对电源的要求不像TTL集成电路那样严格。用TTL电平他们就可以兼容

3 、很多器件都是兼容TTL和CMOS的，datasheet会有说明。如果不考虑速度和性能，一般器件可以互换。但是需要注意有时候负载效应可能引起电路工作不正常，因为有些TTL电路需要下一级的输入阻抗作为负载才能正常工作

4 、TTL VOHmin：2.4V ， VOLmax：0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V 输出低电平是0.2V。VIHmin：2.0V ， VILmax：0.8V ；它的噪声容限是0.4V。

CMOS逻辑电平电压接近于电源电压，0逻辑电平接近于0V。而且具有很宽的噪声容限。

5、电平转换电路： 因为TTL和COMS的高低电平的值不一样（TTL 5v<＝＝>COMS 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，没有什么高深的东西。

6、 OC门即集电极开路门电路；OD门即漏极开路门电路，必须外接上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用。否则它一般只作为开关大电压和大电流负载，所以又叫做驱动门电路。

7、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

8 电平的上限和下限定义不一样，CMOS具有更大的抗噪区域。阀值电压比TTL电平大很多。串口的传输电压都是以COMS电压传输的

电流驱动能力不一样，ttl一般提供25毫安的驱动能力，CMOS一般在10毫安左右。

需要的电流输入大小也不一样，一般ttl需要2.5毫安左右，CMOS几乎不需要电流输入。

9 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。