cmos电平定义_cmos电平的高电平定义

　　COMS集成电路是互补对称金属氧化物半导体（Compiementary symmetry metal oxide semicoductor）集成电路的英文缩写，电路的许多基本逻辑单元都是用增强型PMOS晶体管和增强型NMOS管按照互补对称形式连接的，静态功耗很小。COMS电路的供电电压VDD范围比较广在+5--+15V均能正常工作，电压波动允许±10，当输出电压高于VDD-0.5V时为逻辑1，输出电压低于VSS+0.5V（VSS为数字地）为逻辑0，扇出数为10--20个COMS门电路。

　　TTL集成电路的全名是晶体管-晶体管逻辑集成电路（Transistor-Transistor Logic），主要有54/74系列标准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）五个系列。标准TTL输入高电平最小2V，输出高电平最小2.4V，典型值3.4V，输入低电平最大0.8V，输出低电平最大0.4V，典型值0.2V。S-TTL输入高电平最小2V，输出高电平最小Ⅰ类2.5V，Ⅱ、Ⅲ类2.7V，典型值3.4V，输入低电平最大0.8V，输出低电平最大0.5V。LS-TTL输入高电平最小2V，输出高电平最小Ⅰ类2.5V，Ⅱ、Ⅲ类2.7V，典型值3.4V，输入低电平最大Ⅰ类0.7V，Ⅱ、Ⅲ类0.8V，输出低电平最大Ⅰ类0.4V，Ⅱ、Ⅲ类0.5V，典型值0.25V。TTL电路的电源VDD供电只允许在+5V±10%范围内，扇出数为10个以下TTL门电路。

　CMOS电平与TTL电平区别

　　（一）TTL高电平3.6~5V，低电平0V~2.4V

　　CMOS电平Vcc可达到12V

　　CMOS电路输出高电平约为0.9Vcc，而输出低电平约为0.1Vcc。

　　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

　　（二）TTL电平是5V，CMOS电平一般是12V。

　　因为TTL电路电源电压是5V，CMOS电路电源电压一般是12V。

　　5V的电平不能触发CMOS电路，12V的电平会损坏TTL电路，因此不能互相兼容匹配。

　　（三）TTL电平标准

　　输出 L： 《0.8V ; H：》2.4V。

　　输入 L： 《1.2V ; H：》2.0V

　　TTL器件输出低电平要小于0.8V，高电平要大于2.4V。输入，低于1.2V就认为是0，高于2.0就认为是1。

　　CMOS电平：

　　输出 L： 《0.1*Vcc ; H：》0.9*Vcc。

　　输入 L： 《0.3*Vcc ; H：》0.7*Vcc。

　　1、TTL电平：

　　输出高电平》2.4V，输出低电平《0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平》=2.0V，输入低电平《=0.8V，噪声容限是0.4V。

　　2、CMOS电平：

　　1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。

　　3、电平转换电路：

　　因为TTL和COMS的高低电平的值不一样（ttl 5v《==》cmos 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。

　　4、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。

　　5、TTL和CMOS电路比较：

　　1）TTL电路是电流控制器件，而CMOS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。

　　CMOS电路的速度慢，传输延迟时间长（25-50ns），但功耗低。

　　CMOS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）CMOS电路的锁定效应：

　　CMOS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，CMOS的内部电流能达到40mA以上，很容易烧毁芯片。

　　防御措施：

　　a. 在输入端和输出端加钳位电路，使输入和输出不超过规定电压。

　　b. 芯片的电源输入端加去耦电路，防止VDD端出现瞬间的高压。

　　c. 在VDD和外电源之间加限流电阻，即使有大的电流也不让它进去。

　　d. 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CMOS电路的电源，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CMOS 电路的电源。

　COMS电路的使用注意事项

　　1）COMS电路时电压控制器件，它的输入总抗很大，对干扰信号的捕捉能力很强。所以，不用的管脚不要悬空，要接上拉电阻或者下拉电阻，给它一个恒定的电平。

　　2）输入端接低内组的信号源时，要在输入端和信号源之间要串联限流电阻，使输入的电流限制在1mA之内。

　　3）当接长信号传输线时，在COMS电路端接匹配电阻。

　　4）当输入端接大电容时，应该在输入端和电容间接保护电阻。电阻值为R=V0/1mA.V0是外界电容上的电压。

　　5）COMS的输入电流超过1mA，就有可能烧坏COMS。

　TTL门电路中输入端负载特性（输入端带电阻特殊情况的处理）：

　　1）悬空时相当于输入端接高电平。因为这时可以看作是输入端接一个无穷大的电阻。

　　2）在门电路输入端串联10K电阻后再输入低电平，输入端出呈现的是高电平而不是低电平。因为由TTL门电路的输入端负载特性可知，只有在输入端接的串联电阻小于910欧 时，它输入来的低电平信号才能被门电路识别出来，串联电阻再大的话输入端就一直呈现高电平。这个一定要注意。COMS门电路就不用考虑这些了。