一文读懂，TTL和CMOS的区别！

1.什么是TTL电平

TTL电平信号在电路设计中被利用的最多是因为通常数据表示采用二进制规定，+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，这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。

TTL集成电路的全名是晶体管-晶体管逻辑集成电路(Transistor-Transistor Logic)，主要有54/74系列标准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)五个系列。

标准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。

肖特基型TTL(S-TTL)：输入高电平最小2V，输出高电平最小Ⅰ类2.5V，Ⅱ、Ⅲ类2.7V，典型值3.4V，输入低电平最大0.8V，输出低电平最大0.5V。

低功耗肖特基型TTL(LS-TTL)：输入高电平最小2V，输出高电平最小Ⅰ类2.5V，Ⅱ、Ⅲ类2.7V，典型值3.4V，输入低电平最大Ⅰ类0.7V，Ⅱ、Ⅲ类0.8V，输出低电平最大Ⅰ类0.4V，Ⅱ、Ⅲ类0.5V，典型值0.25V。

2.什么是CMOS电平

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型PMOS晶体管和增强型NMOS管按照互补对称形式连接的，静态功耗很小。COMS电路的供电电压VDD范围比较广在+5--+15V均能正常工作，电压波动允许±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。

3.TTL和CMOS的区别

1. 电压范围：

CMOS电平：电压范围在3～15V；常见电压在12V。

TTL电平：电压范围在0～5V，常见都是5V。

2. 电平标准

TTL电平：输出低电平： < 0.4V ; 输出高电平：> 2.4V。

输入低电平： < 0.8V ; 输入高电平：> 2.0V。

TTL器件输出低电平要小于0.4V，高电平要大于2.4V；输入，低于0.8V就认为是0，高于2.0就认为是1。

CMOS电平：输出低电平： <0.1*Vcc ; 输出高电平：>0.9*Vcc。

输入低电平： <0.3*Vcc ; 输入高电平：>0.7*Vcc.

CMOS集成电路电源电压可以在较大范围内变化，因而对电源的要求不像TTL集成电路那样严格。

一般单片机、DSP、FPGA他们之间管教能否直接相连. 一般情况下，同电压的是可以的，不过最好是要好好查查技术手册上的VIL,VIH,VOL,VOH的值，看是否能够匹配(VOL要小于VIL，VOH要大于VIH，是指一个连接当中的)。有些在一般应用中没有问题，但是参数上就是有点不够匹配，在某些情况下可能就不够稳定，或者不同批次的器件就不能运行。

例如：74LS的器件的输出，接入74HC的器件。在一般情况下都能好好运行，但是，在参数上却是不匹配的，有些情况下就不能运行。

74LS和54系列是TTL电路，74HC是CMOS电路。如果它们的序号相同，则逻辑功能一样，但电气性能和动态性能略有不同。如，TTL的逻辑高电平为> 2.7V,CMOS为> 3.6V。如果CMOS电路的前一级为TTL则隐藏着不可靠隐患，反之则没问题。当两者电平不匹配时，我们就需要用到电平转换电路。

因为TTL和COMS的高低电平的值不一样(ttl 5v<==>cmos 3.3v)，所以互相连接时需要电平的转换：就是用两个电阻对电平分压，没有什么高深的东西。哈哈

4.COMS电路的使用注意事项

我们在使用CMOS电路的时候有以下几项注意事项：

COMS电路时电压控制器件，它的输入阻抗很大，对干扰信号的捕捉能力很强。所以，不用的管脚不能悬空，一定要接上拉电阻或者下拉电阻，给它一个恒定的电平。

输入端接低内组的信号源时，要在输入端和信号源之间要串联限流电阻，使输入的电流限制在1mA之内。

当接高速信号传输线时，在COMS电路端接匹配电阻。

当输入端接大电容时，应该在输入端和电容间接保护电阻。电阻值为R=V0/1mA.V0是外界电容上的电压。

COMS的输入电流超过1mA，就有可能烧坏COMS。

5.TTL电路的使用注意事项

TTL门电路中输入端负载特性(输入端带电阻特殊情况的处理)：

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。

在门电路输入端串联10K电阻后再输入低电平，输入端出呈现的是高电平而不是低电平。因为由TTL门电路的输入端负载特性可知，只有在输入端接的串联电阻小于910欧时，它输入来的低电平信号才能被门电路识别出来，串联电阻再大的话输入端就一直呈现高电平。这个一定要注意。COMS门电路就不用考虑这些了。

6.其他

TTL电路有集电极开路OC门，MOS管也有和集电极对应的漏极开路的OD门，它的输出就叫做开漏输出。OC门在截止时有漏电流输出，那就是漏电流，为什么有漏电流呢?那是因为当三机管截止的时候，它的基极电流约等于0，但是并不是真正的为0，经过三极管的集电极的电流也就不是真正的0，而是约0。而这个就是漏电流。开漏输出：OC门的输出就是开漏输出；OD门的输出也是开漏输出。它可以吸收很大的电流，但是不能向外输出的电流。所以，为了能输入和输出电流，它使用的时候要跟电源和上拉电阻一齐用。OD门一般作为输出缓冲/驱动器、电平转换器以及满足吸收大负载电流的需要。