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VIL<
=0.8V。
因为2.4V与5V之间还有很大空闲,对改善噪声容限并没什么好处,又会白白增大系统功耗,还会影响速度。
所以后来就把一部分“砍”掉了。
也就是后面的LVTTL。
LVTTL又分3.3V、2.5V以及更低电压的LVTTL(LowVoltageTTL)。
3.3VLVTTL:
Vcc:
3.3V;
=0.4V;
2.5VLVTTL:
2.5V;
=2.0V;
=0.2V;
=1.7V;
=0.7V。
更低的LVTTL不常用就先不讲了。
多用在处理器等高速芯片,使用时查看芯片手册就OK了。
TTL使用注意:
TTL电平一般过冲都会比较严重,可能在始端串22欧或33欧电阻;
TTL电平输入脚悬空时是内部认为是高电平。
要下拉的话应用1k以下电阻下拉。
TTL输出不能驱动CMOS输入。
CMOS:
ComplementaryMetalOxideSemiconductorPMOS+NMOS。
=4.45V;
=3.5V;
=1.5V。
相对TTL有了更大的噪声容限,输入阻抗远大于TTL输入阻抗。
对应3.3VLVTTL,出现了LVCMOS,可以与3.3V的LVTTL直接相互驱动。
3.3VLVCMOS:
=3.2V;
=0.1V;
2.5VLVCMOS:
CMOS使用注意:
CMOS结构内部寄生有可控硅结构,当输入或输入管脚高于VCC一定值(比如一些芯片是0.7V)时,电流足够大的话,可能引起闩锁效应,导致芯片的烧毁。
ECL:
EmitterCoupledLogic发射极耦合逻辑电路
逻辑电平种类
一、逻辑电平的一些基本概念
要了解逻辑电平的内容,首先要知道以下几个概念的含义:
1、输入高电平(Vih):
保证逻辑门的输入为高电平时所允许的最小输入高电平,当输入电平高于Vih时,则认为输入电平为高电平。
2、输入低电平(Vil):
保证逻辑门的输入为低电平时所允许的最大输入低电平,当输入电平低于Vil时,则认为输入电平为低电平。
3、输出高电平(Voh):
保证逻辑门的输出为高电平时的输出电平的最小值,逻辑门的输出为高电平时的电平值都必须大于此Voh。
4、输出低电平(Vol):
保证逻辑门的输出为低电平时的输出电平的最大值,逻辑门的输出为低电平时的电平值都必须小于此Vol。
5、阀值电平(Vt):
数字电路芯片都存在一个阈值电平,就是电路刚刚勉强能翻转动作时的电平。
它是一个界于Vil、Vih之间的电压值,对于CMOS电路的阈值电平,基本上是二分之一的电源电压值,但要保证稳定的输出,则必须要求输入高电平>
Vih,输入低电平<
Vil,而如果输入电平在阈值上下,也就是Vil~Vih这个区域,电路的输出会处于不稳定状态。
对于一般的逻辑电平,以上参数的关系如下:
Voh>
Vih>
Vt>
Vil>
Vol。
6、Ioh:
逻辑门输出为高电平时的负载电流(为拉电流)。
7、Iol:
逻辑门输出为低电平时的负载电流(为灌电流)。
8、Iih:
逻辑门输入为高电平时的电流(为灌电流)。
9、Iil:
逻辑门输入为低电平时的电流(为拉电流)。
10、OC、OD、OE门
门电路输出极在集成单元内不接负载电阻而直接引出作为输出端,这种形式的门称为开路门。
开路的TTL门称为集电极开路(OC);
开路的CMOS门称为漏极开路(OD);
开路的ECL门称为发射极开路(OE);
开路门使用时必须外接上拉电阻(OC、OD门)或下拉电阻(OE门),才能将它们的开关电平作为高低电平用,否则它们只为大电压和大电流负载提供开关,所以又叫做驱动门电路。
对于集电极开路(OC)门,其上拉电阻阻值RL应满足下面条件:
RL<
(VCC-Voh)/(n*Ioh+m*Iih)
RL>
(VCC-Vol)/(Iol+m*Iil)
其中n表示线与的开路门数;
m表示被驱动的输入端数。
11、图腾柱
TTL集成电路中,输出有接上拉三极管的输出叫做图腾柱输出,没有的叫做OC门。
因为TTL就是一个三级管开关,图腾柱也就是两个三级管推挽相连。
所以推挽就是图腾。
一般图腾式输出,高电平400uA,低电平8mA
二、逻辑电平分类
逻辑电平有TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVDS、GTL、BTL、ETL、GTLP、RS232、RS422、RS485等。
缩写与英文对照如下:
Transistor-TransistorLogic
ComplementaryMetalOxideSemicondutor
LVTTL:
LowVoltageTTL
LVCMOS:
LowVoltageCMOS
EmitterCoupledLogic,
PECL:
Pseudo/PositiveEmitterCoupledLogic
LVDS:
LowVoltageDifferentialSignaling
GTL:
GunningTransceiverLogic
BTL:
BackplaneTransceiverLogic
ETL:
enhancedtransceiverlogic
GTLP:
GunningTransceiverLogicPlus
三、常用逻辑电平分类
常用的逻辑电平有TTL、CMOS、LVTTL、ECL、PECL、GTL、RS232、RS422、LVDS等。
其中TTL和CMOS的逻辑电平按典型电压可分为四类,5V系列(5VTTL和5VCMOS)、3.3V系列、2.5V系列和1.8V系列。
*5VTTL和5VCMOS逻辑电平是通用的逻辑电平。
*3.3V及以下的逻辑电平被称为低电压逻辑电平,常用的为LVTTL电平。
*低电压的逻辑电平还有2.5V和1.8V两种。
*ECL/PECL和LVDS是差分输入输出。
*RS-422/485和RS-232是串口的接口标准,RS-422/485是差分输入输出,RS-232是单端输入输出。
四、其它电平标准
JEDEC组织在定义3.3V的逻辑电平标准时,定义了LVTTL和LVCMOS逻辑电平标准。
LVTTL逻辑电平标准的输入输出电平与5VTTL逻辑电平标准的输入输出电平很接近,从而给它们之间的互连带来了方便。
LVTTL逻辑电平定义的工作电压范围是3.0-3.6V。
LVCMOS逻辑电平标准是从5VCMOS逻辑电平关注移植过来的,所以它的Vih、Vil和Voh、Vol与工作电压有关。
LVCMOS逻辑电平定义的工作电压范围是2.7-3.6V。
5V的CMOS逻辑器件工作于3.3V时,其输入输出逻辑电平即为LVCMOS逻辑电平,它的Vih大约为0.7×
VCC=2.31V左右,由于此电平与LVTTL的Voh(2.4V)之间的电压差太小,使逻辑器件工作不稳定性增加,所以一般不推荐使用5VCMOS器件工作于3.3V电压的工作方式。
由于相同的原因,使用LVCMOS输入电平参数的3.3V逻辑器件也很少。
JEDEC组织为了加强在3.3V上各种逻辑器件的互连和3.3V与5V逻辑器件的互连,在参考LVCMOS和LVTTL逻辑电平标准的基础上,又定义了一种标准,其名称即为3.3V逻辑电平标准。
3.3V逻辑电平标准的参数其实和LVTTL逻辑电平标准的参数差别不大,只是它定义的Vol可以很低(0.2V),另外,它还定义了其Voh最高可以到VCC-0.2V,所以3.3V逻辑电平标准可以包容LVCMOS的输出电平。
在实际使用当中,对LVTTL标准和3.3V逻辑电平标准并不太区分,某些地方用LVTTL电平标准来替代3.3V逻辑电平标准,一般是可以的。
低电压的逻辑电平还有1.8V、1.5V、1.2V的逻辑电平。
关于逻辑电平的详细分类
逻辑电平
逻辑电平简介
逻辑电平有:
TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVDS、GTL、BTL、ETL、GTLP;
RS232、RS422、RS485等。
图1-1:
常用逻辑系列器件
TTL:
Transistor-TransistorLogic
CMOS:
ComplementaryMetalOxideSemicondutor
LVTTL:
LowVoltageTTL
LVCMOS:
LowVoltageCMOS
ECL:
EmitterCoupledLogic,
PECL:
Pseudo/PositiveEmitterCoupledLogic
LVDS:
LowVoltageDifferentialSignaling
GTL:
GunningTransceiverLogic
BTL:
BackplaneTransceiverLogic
ETL:
enhancedtransceiverlogic
GTLP:
GunningTransceiverLogicPlus
TI的逻辑器件系列有:
74、74HC、74AC、74LVC、74LVT等
S-SchottkyLogic
LS-Low-PowerSchottkyLogic
CD4000-CMOSLogic4000
AS-AdvancedSchottkyLogic
74F-FastLogic
ALS-AdvancedLow-PowerSchottkyLogic
HC/HCT-High-SpeedCMOSLogic
BCT-BiCMOSTechnology
AC/ACT-AdvancedCMOSLogic
FCT-FastCMOSTechnology
ABT-AdvancedBiCMOSTechnologyBi(铋)
LVT-Low-VoltageBiCMOSTechnology
LVC-LowVoltageCMOSTechnology
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