CMOS器件与TTL器件CMOS电平与TTL电平

常用的数字芯片，按制造工艺主要分为TTL器件和CMOS器件。

TTL器件是指其内部主要逻辑单元为双极性晶体管，CMOS器件是指其内部的主要逻辑单元为MOS管。

现在绝大部分数字芯片使用的工艺都是CMOS工艺，在一些比较老的74系列芯片中还使用的是TTL工艺。

为什么现在大部分数字芯片使用CMOS工艺而不是TTL工艺？

主要是因为TTL器件的逻辑单元三极管是电流驱动型器件，稳定时损耗高，发热量大，无法做集成度比较高的芯片。

比如同样输出1mA的电流，TTL器件内的晶体管除了CE之间的功耗，BE之间也会产生损耗，

而CMOS器件内的MOS管损耗主要是在DS间的导通电阻，而MOS管导通时DS间电阻一般是毫欧级别的，所以CMOS器件相较于TTL器件损耗要小很多。

但是TTL电路的延迟比CMOS电路的小。

数字TTL器件供电电压一般是5V，CMOS器件供电电压有1.8V，2.5V，3.3V和5V。

下面我们一起来看下TTL器件和CMOS器件的输入输出电平：

TTL器件输出高电平最小值为2.4V，输出低电平最大值为0.4V；

CMOS器件输出高电平最小值为0.9VCC，输出低电平最大值为0.1VCC；

TTL器件输入高电平最小为2V,输入低电平最大为0.8V ；

CMOS器件输入高电平最小值为0.7VCC，输入低电平最大值为0.3VCC；

接下来我们来看下TTL器件和CMOS器件的相互连接：

假如我们TTL器件和CMOS器件的电源都是5V供电的，当TTL器件IO做输出，CMOS器件IO做输入时，CMOS输入高电平最小为3.5V，输入低电平最大为1.5V，而TTL器件输出高电平的最小值为2.4V，有可能会不满足CMOS器件高电平的输入范围。

所以TTL器件不能直接驱动CMOS器件，当需要用TTL驱动CMOS时，一般会在外围加上拉电阻。

当CMOS器件IO做输出，TTL器件IO做输入时，TTL输入高电平最小为2V，输入低电平虽大为0.8V，显然CMOS器件的输出电平可以满足TTL器件的输入高低电平的范围。

CMOS器件的高电平和低电平驱动能力相近，一般都可以到5mA左右，

但是TTL器件IO的高电平驱动能力要远小于低电平驱动能力，一般高电平驱动能力只有0.几mA的样子，但是低电平驱动能力可以到5mA左右。这是因为TTL器件IO口上面的三极管都是加了电阻的，这个电阻值在几百欧的样子，这就限制了其高电平的驱动能力。

由于CMOS器件输入阻抗高，悬空的话会很容易受到干扰，所以一般CMOS器件不用的输入引脚在数据手册上都是要求上拉或者下拉。

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