CMOS的转换电平是电源电压的1/2, 从4000系列的电源电压最高可达18V, 到74HC的5V,以至3.3V和将来有的比如2.5V,1.8V,0.8V等等。这是因为CMOS的输入是互补的, 保证转换电平是电源电压的1/2。TTL由于其输入多射极晶体管的结构所决定, 转换电平是2倍的PN结正向压降,大约是1.4V左右。TTL电源只有5V的, 而且输入的电流方向是向外的。
CMOS器件不用的输入端必须连到高电平或低电平,这是因为CMOS是高输入阻抗器件, 理想状态是没有输入电流的。如果不用的输入引脚悬空, 很容易感应到干扰信号, 影响芯片的逻辑运行, 甚至静电积累永久性的击穿这个输入端, 造成芯片失效。另外, 只有4000系列的CMOS器件可以工作在15伏电源下, 74HC, 74HCT等都只能工作在5伏电源下,现在已经有工作在3伏和2.5伏电源下的CMOS逻辑电路芯片了。TTL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。
TTL电流控制,速度快,功耗大(mA级),输入阻抗小,驱动能力强。CMOS电压控制,速度慢,功耗小(uA级),输入阻抗大,驱动能力小,具有比TTL宽的噪声容限。CMOS输入端注意限流。
1.TTL电路驱动CMOS电路 (1)当TTL电路驱动4000系列和HC系列CMOS时,如电源电压UCC与UDD 均为5V时,TTL与CMOS电路的连接如图(a)所示。UCC与UDD不同时,TTL与CMOS电路的连接方法如图(b)所示。还可采用专用的CMOS电平转移器如(CC40109,CC4502)等完成TTL对CMOS电路的接口,电路如图(c)所示。 (2)当TTL电路驱动HCT系列和ACT系列的CMOS门电路时,因两类电路性能兼容,故可以直接相连,不需要外加元件和器件。
2.CMOS电路驱动TTL电路
当CMOS电路驱动TTL电路时,由于CMOS 驱动电流小,因而对TTL电路的驱动能力有限。为实现CMOS和TTL电路的连接,可经过CMOS“接口”电路,如下图所示。 |