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CMOS电平转化电路详解

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

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,电路的许多根本逻辑单元都是用增强型PMOS晶体管和增强型NMOS管依照互补对称方式衔接的,静态功耗很小。

COMS电路的供电电压VDD规模比较广在+5~+15V均能正常作业,电压动摇答应±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。CMOS电路输出高电平约为 0.9Vcc,而输出低电平约为 0.1Vcc.当输入电压高于VDD-1.5V时为逻辑 1,输入电压低于VSS+1.5V(VSS为数字地)为逻辑 0。

TTL电平信号被使用的最多是因为一般数据表明选用二进制规则,+5V等价于逻辑“1”,0V等价于逻辑“0”,这被称做TTL(晶体管-晶体管逻辑电平)信号系统,这是计算机处理器操控的设备内部各部分之间通讯的规范技能。

规范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(输入 H》2V,输入 L《0.8V;输出H 》2.4V(3.4V),输出L《0.4V(0.2V)。

CMOS电平是数字信号仍是模拟信号?

CMOS电平是数字信号,COMS电路的供电电压VDD规模比较广在+5–+15V均能正常作业,电压动摇答应±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, 一般数字信号才是0和1 。

cmos电平转化电路

1、 TTL电路和CMOS电路的逻辑电平

VOH: 逻辑电平 1 的输出电压

VOL: 逻辑电平 0 的输出电压

VIH : 逻辑电平 1 的输入电压

VIH : 逻辑电平 0 的输入电压

TTL电路临界值:

VOHmin = 2.4V VOLmax = 0.4V VIHmin = 2.0V VILmax = 0.8V

CMOS电路临界值(电源电压为+5V)

VOHmin = 4.99V VOLmax = 0.01V VIHmin = 3.5V VILmax = 1.5V

2、TTL和CMOS的逻辑电平转化

CMOS电平能驱动TTL电平

TTL电平不能驱动CMOS电平,需加上拉电阻。

3、用逻辑芯片特色

74LS系列: TTL 输入: TTL; 输出:TTL

74HC系列:CMOS输入: CMOS; 输出:CMOS

74HCT系列: CMOS 输入:TTL; 输出: CMOS

CD4000系列: CMOS 输入: CMOS 输出: CMOS。

常用的几种电平转化计划

(1) 晶体管+上拉电阻法

便是一个双极型三极管或 MOSFET,C/D极接一个上拉电阻到正电源,输入电平很灵敏,输出电平大致便是正电源电平。

(2) OC/OD 器材+上拉电阻法

跟 (1) 相似。适用于器材输出刚好为 OC/OD 的场合。

(3) 74xHCT系列芯片升压 (3.3V→5V)

但凡输入与 5V TTL 电平兼容的 5V CMOS 器材都能够用作 3.3V→5V 电平转化。

——这是因为 3.3V CMOS 的电平刚好和5V TTL电平兼容(偶然),而 CMOS 的输出电平总是挨近电源电平的。

廉价的挑选如 74xHCT(HCT/AHCT/VHCT/AHCT1G/VHCT1G/。。。) 系列 (那个字母 T 就表明 TTL 兼容)。

(4) 超限输入降压法 (5V→3.3V, 3.3V→1.8V, 。。。)

但凡答应输入电平超越电源的逻辑器材,都能够用作下降电平。

这儿的“超限”是指超越电源,许多较陈旧的器材都不答应输入电压超越电源,但越来越多的新器材取消了这个约束 (改变了输入级维护电路)。

例如,74AHC/VHC 系列芯片,其 datasheets 清晰注明“输入电压规模为0~5.5V”,假如选用 3.3V 供电,就能够完成 5V→3.3V 电平转化。

(5) 专用电平转化芯片

最著名的便是 164245,不只能够用作升压/降压,并且答应两头电源不同步。这是最通用的电平转化计划,可是也是很贵重的 (俺前不久买仍是¥45/片,虽是零售,也贵的吓人),因而若非必要,最好用前两个计划。

(6) 电阻分压法

最简略的下降电平的办法。5V电平,经1.6k+3.3k电阻分压,便是3.3V。

(7) 限流电阻法

假如嫌上面的两个电阻太多,有时还能够只串联一个限流电阻。某些芯片尽管原则上不答应输入电平超越电源,但只需串联一个限流电阻,确保输入维护电流不超越极限(如 74HC 系列为 20mA),仍然是安全的。

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