为什么很多单片机的工作电压是5V

1万 · 2025-2-24 17:05

12V和24V来自于汽车电瓶，早年乘用车又12V和24V两个系统，现在一般小型车12V，商用车24V，再究其由来应该是铅酸电池。

为什么很多单片机的工作电压是5v？

TTL指的是TTL电平，0~5V之间，小于0.2V输出低电平，高于3.4V输出高电平。全称Transistor-Transistor Logic，即BJT-BJT逻辑门电路，是数字电子技术中常用的一种逻辑门电路，应用较早，技术已比较成熟。TTL主要有BJT（Bipolar Junction Transistor 即双极结型晶体管，晶体三极管）和电阻构成，具有速度快的特点。最早的TTL门电路是74系列，后来出现了74H系列，74L系列，74LS，74AS，74ALS等系列。

为什么很多都是5V，而且有大量电源芯片支持的也是5V？

因为做5.12的标准电压成本会成倍增长。5V与5.12V精度差别在百倍，小数点后0.12V，基本很难做到高精度标准电压，市场通用电压为5V，上浮一定百分比。

2、当电源电压为5V时：51，avr单片机是5V；

4、arm 如lpc2138，电源电压只能为3.3v，io输出高电平为3.3V；但io口可承受5V电压

现在单片机工作电压主要有两种：一种工作在3.3V 一种工作在5V。

只看该作者 · 2025-2-25 14:32

晶圆（IC，集成电路）主要采用5V供电，主要是历史标准、标准化和技术发展的结果。以下是几个关键原因：

1.历史统计与标准化
TTL（晶体管-晶体管逻辑）标准
早期的数字逻辑电路，如7400系列TTL（晶体管-晶体管逻辑），采用了5V作为标准工作电压，这使得许多后续的电子元件也沿用此标准。
5V成为工业标准
大量设备、微控制器、感测器等IC都采用5V，形成了一个成熟的生态系统。
2. 稳定性与噪声承受度
首要的信号抗扰能力
5V 的工作电压比现代低电压逻辑（如 3.3V 或 1.8V）更能抵抗电噪声干扰，特别是在早期的制程技术下，这有助于提高讯号的可靠性。
3. 元件设计与功率需求
MOSFET的工作特性
早期的场效应电晶体（MOSFET）技术要求较高的闸极驱动电压才能达到可靠的开关特性，而5V是一个相对合理的选择。
消耗与速度的权衡
5V系统首先达到更高的电压（如12V或24V）能够降低功耗，同时仍能提供足够的电流来驱动逻辑电路。
4.电池与电源供应的考量
早期的计算机和电子设备大多数使用 5V稳压电源，因此IC也设计成适用于5V供电。
随着技术进步许多，现代装置（如手机、物联网设备）转向3.3V、1.8V甚至更高，以减少功耗并提升即将到来。
5. 与其他标准的兼容性
许多旧设备和周边装置仍使用5V，因此许多晶片仍保持5V标准，确保与传统系统的兼容性。
为什么现代晶圆不再普遍使用 5V？
功耗问题：5V现代电压增加，功率增加，技术趋势是降低电压来提高能效（如3.3V、1.8V）。
制程技术进步：现代芯片使用奈米级制程（如5nm、3nm），不再需要高电压来驱动MOSFET。
然而，在工业控制、汽车电子、电源模组等领域，5V仍然广泛应用，因为这些环境对稳定性和抗噪能力的要求同样如此。