TTL電平

TTL電平信號對於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數據傳輸對於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，是採用並行數據傳輸方式，而並行數據傳輸對於超過10英尺的距離就不適合了。這是由於可靠性和成本兩面的原因。因為在並行接口中存在着偏相和不對稱的問題，這些問題對可靠性均有影響。

數字電路中，由TTL電子元器件組成電路使用的電平。電平是個電壓範圍，規定輸出高電平＞2.4V,輸出低電平<0.4V。在室温下，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。

TTL集成電路的全名是晶體管-晶體管邏輯集成電路（Transistor-Transistor Logic）,主要有54/74系列標準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）五個系列。標準TTL輸入高電平最小2V，輸出高電平最小2.4V,典型值3.4V,輸入低電平最大0.8V，輸出低電平最大0.4V，典型值0.2V。S-TTL輸入高電平最小2V，輸出高電平最小Ⅰ類2.5V，Ⅱ、Ⅲ類2.7V,典型值3.4V,輸入低電平最大0.8V，輸出低電平最大0.5V。LS-TTL輸入高電平最小2V，輸出高電平最小Ⅰ類2.5V，Ⅱ、Ⅲ類2.7V,典型值3.4V,輸入低電平最大Ⅰ類0.7V，Ⅱ、Ⅲ類0.8V，輸出低電平最大Ⅰ類0.4V，Ⅱ、Ⅲ類0.5V，典型值0.25V。

“TTL電平”最常用於有關電專業，如：電路、數字電路、微機原理與接口技術、單片機等課程中都有所涉及。在數字電路中只有兩種電平（高和低）高電平+5V、低電平0V。同樣運用比較廣泛的還有CMOS電平、232電平、485電平等。

1. CMOS是場效應管構成，TTL為雙極晶體管構成

2. CMOS的邏輯電平範圍比較大（3～15V），TTL只能在5V下工作

3. CMOS的高低電平之間相差比較大、抗干擾性強，TTL則相差小，抗干擾能力差

4. CMOS功耗很小，TTL功耗較大（1～5mA/門）

5. CMOS的工作頻率較TTL略低，但是高速CMOS速度與TTL差不多相當

TTL電平,TTL的電源工作電壓是5V，所以TTL的電平是根據電源電壓5V來定的。CMOS電平，CMOS的電源工作電壓是3V - 18V，CMOS的電源工作電壓範圍寬，如果你的CMOS的電源工作電壓是12V，那麼這個CMOS的輸入輸出電平電壓要適合12V的輸入輸出要求。即CMOS的電平，要看你用的電源工作電壓是多少，3v - 18V，都在CMOS的電源工作電壓範圍內，具體數值，看你加在CMOS芯片上的電源工作電壓是多少。

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

1、TTL電平：

輸出高電平＞2.4V,輸出低電平<0.4V。在室温下，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邏輯電平電壓接近於電源電壓，0邏輯電平接近於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，沒有什麼高深的東西。

4、OC門，即集電極開路門電路，OD門，即漏極開路門電路，必須外接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CMOS電路比較：

（1）TTL電路是電流控制器件，而CMOS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。

CMOS電路的速度慢，傳輸延遲時間長(25-50ns),但功耗低。

CMOS電路本身的功耗與輸入信號的脈衝頻率有關，頻率越高，芯片集越熱，這是正常現象。

（3）CMOS電路的鎖定效應：

CMOS電路由於輸入太大的電流，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，CMOS的內部電流能達到40mA以上，很容易燒燬芯片。

防禦措施：

（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和外電源之間加限流電阻，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：開啓時，先開啓CMOS電路的電源，再開啓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CMOS電路的電源。

6、CMOS電路的使用注意事項

（1）CMOS電路時電壓控制器件，它的輸入阻抗很大，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，給它一個恆定的電平。

（2）輸入端接低內阻的信號源時，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CMOS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）CMOS的輸入電流超過1mA，就有可能燒壞CMOS。

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）懸空時相當於輸入端接高電平。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電阻後再輸入低電平，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於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，CMOS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，為什麼有漏電流呢？那是因為當三極管截止的時候，它的基極電流約等於0，但是並不是真正的為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門一般作為輸出緩衝/驅動器、電平轉換器以及滿足吸收大負載電流的需要。

9、什麼叫做圖騰柱，它與開漏電路有什麼區別？

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就是一個三極管，圖騰柱也就是兩個三極管推輓相連。所以推輓就是圖騰。一般圖騰式輸出，高電平400UA，低電平8MA。