CMOS和TTL輸入端過多怎麼辦?多種方法來解決
發布時間:2015-01-09 責任編輯:sherryyu
【導讀】本篇文章將要討論的,是在CMOS和TTL使用過程中經常遇到的一個問題,多餘輸入端的處理。這項問題的處理將影響到電路的正常工作,那麼正確的處理方法是什麼呢?
在對指令進行處理時,信號的類型分為兩種,一種是模擬信號,由模擬半導體器件負責處理。另一種是數字信號,由邏輯IC來進行處理。邏輯IC是一個比較寬泛的概念,包含了和很多種類,目前隻要提到邏輯IC,一般就指的是CMOS和BiCMOS,雙極邏輯IC則有TTL和ECL。
本篇文章將要討論的,是在CMOS和TTL使用過程中經常遇到的一個問題,多餘輸入端的處理。這項問題的處理將影響到電路的正常工作,那麼正確的處理方法是什麼呢?
CMOS門電路
CMOS門電路一般是由MOS管構成,由於MOS管的柵極和其它各極間有絕緣層相隔,在直流狀態下,柵極無電流,所以靜態時柵極不取電流,輸入電平與外接電阻無關。由於MOS管在電路中是一壓控元件,基於這一特點,輸入端信號易受外界幹擾,所以在使用CMOS門電路時輸入端特別注意不能懸空。在使用時應采用以下方法:
與門和與非門電路
由(you)於(yu)與(yu)門(men)電(dian)路(lu)的(de)邏(luo)輯(ji)功(gong)能(neng)是(shi)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)隻(zhi)要(yao)有(you)低(di)電(dian)平(ping),輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)就(jiu)為(wei)低(di)電(dian)平(ping),隻(zhi)有(you)全(quan)部(bu)為(wei)高(gao)電(dian)平(ping)時(shi),輸(shu)出(chu)端(duan)才(cai)為(wei)高(gao)電(dian)平(ping)。而(er)與(yu)非(fei)門(men)電(dian)路(lu)的(de)邏(luo)輯(ji)功(gong)能(neng)是(shi)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)隻(zhi)要(yao)有(you)低(di)電(dian)平(ping),輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)就(jiu)是(shi)高(gao)電(dian)平(ping),隻(zhi)有(you)當(dang)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)全(quan)部(bu)為(wei)高(gao)電(dian)平(ping)時(shi),輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)才(cai)是(shi)低(di)電(dian)平(ping)。所(suo)以(yi)某(mou)輸(shu)入(ru)端(duan)輸(shu)入(ru)電(dian)平(ping)為(wei)高(gao)電(dian)平(ping)時(shi),對(dui)電(dian)路(lu)的(de)邏(luo)輯(ji)功(gong)能(neng)並(bing)無(wu)影(ying)響(xiang),即(ji)其(qi)它(ta)使(shi)用(yong)的(de)輸(shu)入(ru)端(duan)與(yu)輸(shu)出(chu)端(duan)之(zhi)間(jian),仍(reng)具(ju)有(you)與(yu)或(huo)者(zhe)與(yu)非(fei)邏(luo)輯(ji)功(gong)能(neng)。這(zhe)樣(yang)對(dui)於(yu)CMOS與門、與非門電路的多餘輸入端就應采用高電平,即可通過限流電阻(500Ω)接電源。
或門、或非門電路
或huo門men電dian路lu的de邏luo輯ji功gong能neng是shi輸shu入ru信xin號hao隻zhi要yao有you高gao電dian平ping輸shu出chu信xin號hao就jiu為wei高gao電dian平ping,隻zhi有you輸shu入ru信xin號hao全quan部bu為wei低di電dian平ping時shi,輸shu出chu信xin號hao才cai為wei低di電dian平ping。而er或huo非fei門men電dian路lu的de邏luo輯ji功gong能neng是shi輸shu入ru信xin號hao隻zhi要yao有you高gao電dian平ping,輸shu出chu信xin號hao就jiu是shi低di電dian平ping,隻zhi有you當dang輸shu入ru信xin號hao全quan部bu是shi低di電dian平ping時shi輸shu出chu信xin號hao才cai是shi高gao電dian平ping。這zhe樣yang當dang或huo門men或huo者zhe或huo非fei門men電dian路lu某mou輸shu入ru端duan的de輸shu入ru信xin號hao為wei低di電dian平ping時shi,並bing不bu影ying響xiang門men電dian路lu的de邏luo輯ji功gong能neng。所suo以yi或huo門men和he或huo非fei門men電dian路lu多duo餘yu輸shu入ru端duan的de處chu理li方fang法fa應ying是shi將jiang多duo餘yu輸shu入ru端duan接jie低di電dian平ping,即ji通tong過guo限xian流liu電dian阻zu(500Ω)接地。
TTL門電路
TTL門電路一般由晶體三極管電路構成。根據TTL電路的輸入伏安特性可知,當輸入電壓小於闡值電壓UTH,即輸入低電平時輸入電流比較大,一般在幾百微安左右。當輸入電壓大於閾值電壓UTH時,輸入高電平時輸入電流比較小,一般在幾十微安左右。由於輸入電流的存在,如果TT L門電路輸入端串接有電阻,則會影響輸入電壓。其輸入阻抗特性為:當輸入電阻較低時,輸入電壓很小,隨外接電阻的增加,輸入電平增大,當輸入電阻大於IKΩ時,輸入電平就變為閾值電壓UTH即為高電平,這樣即使輸入端不接高電平,輸入電壓也為高電平,影響了低電平的輸入。所以對於TTL電路多餘輸入端的處理,應采用以下方法:
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TTL與門和與非門電路
對於TTL與門電路,隻要電路輸入端有低電平輸入,輸出就是低電平。隻有輸入端全為高電平時,輸出才為高電平。對於TTL與yu非fei門men而er言yan,隻zhi要yao電dian路lu輸shu入ru端duan有you低di電dian平ping輸shu入ru,輸shu出chu就jiu為wei高gao電dian平ping,隻zhi有you輸shu入ru端duan全quan部bu為wei高gao電dian平ping時shi,輸shu出chu才cai為wei低di電dian平ping。根gen據ju其qi邏luo輯ji功gong能neng,當dang某mou輸shu入ru端duan外wai接jie高gao電dian平ping時shi對dui其qi邏luo輯ji功gong能neng無wu影ying響xiang,根gen據ju這zhe一yi特te點dian應ying采cai用yong以yi下xia四si種zhong方fang法fa:將多餘輸入端接高電平,即通過限流電阻與電源相連接;根據TTL門電路的輸入特性可知,當外接電阻為大電阻時,其輸入電壓為高電平,這樣可以把多餘的輸入端懸空,此時輸入端相當於外接高電平;通過大電阻(大於1kΩ)到地,這也相當於輸入端外接高電平;當TTL門電路的工作速度不高,信號源驅動能力較強,多餘輸入端也可與使用的輸入端並聯使用。
TTL或門、或非門
對於下TTL或門電路,邏輯功能是隻要輸入端有高電平輸出端就為高電平,隻有輸入端全部為低電平時,輸出端才為低電平,TTL或huo非fei門men電dian路lu,邏luo輯ji功gong能neng是shi隻zhi要yao輸shu入ru端duan有you高gao電dian平ping,輸shu出chu端duan就jiu為wei低di電dian平ping,隻zhi有you輸shu入ru端duan全quan部bu為wei低di電dian平ping時shi,輸shu出chu才cai為wei高gao電dian平ping,根gen據ju上shang述shu邏luo輯ji功gong能neng,TTL或門、或非門電路多餘輸入端的處理應采用以下方法:接低電平;接地;由TTL輸入端的輸入伏安特性可知,當輸入端接小於IKΩ的電阻時輸入端的電壓很小,相當於接低電平,所以可以通過接小於IKΩ(500Ω)的電阻到地。
三態門之高阻態的理解
高(gao)阻(zu)態(tai)這(zhe)是(shi)一(yi)個(ge)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)裏(li)常(chang)見(jian)的(de)述(shu)語(yu),指(zhi)的(de)是(shi)電(dian)路(lu)的(de)一(yi)種(zhong)輸(shu)出(chu)狀(zhuang)態(tai),既(ji)不(bu)是(shi)高(gao)電(dian)平(ping)也(ye)不(bu)是(shi)低(di)電(dian)平(ping),如(ru)果(guo)高(gao)阻(zu)態(tai)再(zai)輸(shu)入(ru)下(xia)一(yi)級(ji)電(dian)路(lu)的(de)話(hua),對(dui)下(xia)級(ji)電(dian)路(lu)無(wu)任(ren)何(he)影(ying)響(xiang),和(he)沒(mei)接(jie)一(yi)樣(yang),如(ru)果(guo)用(yong)萬(wan)用(yong)表(biao)測(ce)的(de)話(hua)有(you)可(ke)能(neng)是(shi)高(gao)電(dian)平(ping)也(ye)有(you)可(ke)能(neng)是(shi)低(di)電(dian)平(ping),其(qi)電(dian)壓(ya)值(zhi)可(ke)以(yi)浮(fu)動(dong)在(zai)高(gao)低(di)電(dian)平(ping)之(zhi)間(jian)的(de)任(ren)意(yi)數(shu)值(zhi)上(shang),隨(sui)它(ta)後(hou)麵(mian)所(suo)接(jie)的(de)電(dian)路(lu)而(er)定(ding)。
高阻態的實質
電路分析時高阻態可做開路理解。可以把它看作輸出(輸入)電阻非常大,極限可以認為懸空(也就是說理論上高阻態不是懸空),它(ta)是(shi)對(dui)地(di)或(huo)對(dui)電(dian)源(yuan)電(dian)阻(zu)極(ji)大(da)的(de)狀(zhuang)態(tai)。而(er)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)上(shang)與(yu)引(yin)腳(jiao)的(de)懸(xuan)空(kong)幾(ji)乎(hu)是(shi)一(yi)樣(yang)的(de)。當(dang)門(men)電(dian)路(lu)的(de)輸(shu)出(chu)上(shang)拉(la)管(guan)導(dao)通(tong)而(er)下(xia)拉(la)管(guan)截(jie)止(zhi)時(shi),輸(shu)出(chu)為(wei)高(gao)電(dian)平(ping);反之就是低電平;如上拉管和下拉管都截止時,輸出端就相當於浮空(沒有電流流動),其電平隨外部電平高低而定,即該門電路放棄對輸出端電路的控製。
懸空
就是邏輯器件的輸入引腳即不接高電平,也不接低電平。由於TTL邏輯器件的內部結構,當它輸入引腳懸空時,相當於該引腳接了高電平。一般實際運用時,引腳不建議懸空,易受幹擾。對於TTL或非門接地處理,對於TTL與非門可以懸空或接高電平。至於COMS不能懸空,那是因為COMS的柵極和襯底是被二氧化矽隔開,它比較脆弱,隻能承受幾百伏的電壓,而靜電能達到上千伏,COMS懸空時電壓為VDD/2。
由於TTL集成電路的低電平驅動能力比高電平驅動能力大得多,所以常用低電平有效OC門輸出的七段譯碼器來驅動。
本篇文章介紹了在邏輯IC中CMOS和TTL出現多餘輸入端的解決方法,並且對每種情況進行了較為詳細的說明,希望大家能從本文得到有用的知識,解決輸入端多餘的問題。
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