ttl电路和cmos电路的比较，TTL电路和CMOS电路的区别

很多朋友对ttl电路和cmos电路的比较，TTL电路和CMOS电路的区别不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

目前应用最广泛的数字电路是TTL电路和CMOS电路。TTL-晶体管-晶体管逻辑mos-金属氧化物半导体CMOS-互补金属氧化物半导体互补金属氧化物半导体晶体管1、TTL电路。

TTL电路以双极晶体管(三极管)为开关元件，所以也叫双极集成电路。双极数字集成电路是使用两种不同极性的载流子(电子和空穴)来导电的器件。它的优点是速度快(开关速度快)，驱动能力强，但功耗大，集成度比较低。根据应用领域不同，分为54系列和74系列，前者为军工产品，后者多用于一般工业设备和消费电子产品。

74系列数字集成电路是国际标准电路。其品种分为六大类：74(标准)、74S(肖特基)、74LS (低功率肖特基)、74AS(高级肖特基)、74als (高级低功率肖特基)、74f (高速)，逻辑功能完全相同。2、CMOS电路CMOS电路由绝缘场效应晶体管组成，由于只有一个载流子，所以是单极晶体管集成电路。

其主要优点是输入阻抗高、功耗低、抗干扰能力强、适合大规模集成。特别是其主导产品CMOS集成电路，具有特殊的优势，如静态功耗几乎为零，输出逻辑电平可以是VDD或VSS，上升和下降时间在同一个数量级，因此CMOS集成电路产品已经成为主流集成电路之一。

其品种包括4000系列CMOS电路和74系列高速CMOS电路。其中74系列高速CMOS电路分为三类：HC为CMOS工作级；HCT为TTL工作级(可与74LS系列互换使用)；HCU适用于没有缓冲级的CMOS电路。74系列高速CMOS电路的逻辑功能和引脚排列与对应的74LS系列相同，工作速度也相当高，功耗大大降低。

74系列可以说是我们平时接触最多的芯片了。74系列有很多种，我们通常用以下三种：74LS，74HC，74HCT。

输入级输出级74LSTTL级TTL级74HCCMOS级74HCTTTL级CMOS级另外，随着结合了双极型和MOS集成电路优点的BiCMOS集成电路的推出，普通双极型门电路的优势正在逐渐消失，一些曾经占主导地位的TTL系列产品正在逐渐退出市场。CMOS门电路正朝着高速、低功耗、大驱动能力、低电源电压的方向发展。

BiCMOS集成电路的输入门电路采用CMOS工艺，输出端采用双极推挽输出方式，兼具CMOS和双极的优点，成为集成门电路的新宠。

CMOS集成电路的性能和特征是功耗低。CMOS集成电路使用场效应晶体管，它们都是互补结构。工作时，两个串联的场效应晶体管始终处于一个管导通，另一个管关断的状态，电路的静态功耗理论上为零。事实上，CMOS电路仍然有少量的静态功耗，因为漏电流。单个门电路的典型功耗只有20mW，动态功耗(在1MHz工作频率下)只有几mW。宽工作电压范围

CMOS集成电路电源简单，电源体积小，基本不需要稳压。国产CC4000系列集成电路可以在3~18V电压下正常工作。具有大逻辑摆幅的CMOS集成电路的逻辑高电平“1”和逻辑低电平“0”分别接近电源高电位VDD和电源低电位VSS。当VDD=15V且VSS=0V时，输出逻辑摆幅约为15V。所以CMOS集成电路的电压利用系数在各种集成电路中是比较高的。抗干扰能力强

CMOS集成电路的典型电压噪声容差为电源电压的45%，保证值为电源电压的30%。随着电源电压的增加，噪声容限电压的绝对值也会成比例增加。对于VDD=15V的电源电压(当VSS=0V时)，电路将具有大约7V的噪声容差。高输入阻抗

CMOS集成电路的输入端一般是由保护二极管和串联电阻组成的保护网络，所以输入电阻比普通场效应晶体管略小。然而，在正常工作电压范围内，这些保护二极管处于反向偏置状态，DC输入阻抗取决于这些二极管的漏电流。通常等效输入阻抗高达103~1011？因此，CMOS集成电路几乎不消耗驱动电路的功率。良好的温度稳定性。

由于CMOS集成电路功耗低，内部发热低，而且CMOS电路的电路结构和电参数是对称的，当温度环境变化时，有些参数可以自动补偿，所以CMOS集成电路的温度特性非常好。一般陶瓷金属封装的电路工作在-55 ~ 125；塑封电路的工作温度范围为-45 ~ 85。强大的扇出能力

扇出能力是用电路输出端所能带动的输入端数来表示的。由于CMOS集成电路的输入阻抗极高，因此电路的输出能力受输入电容的限制，但是，当CMOS集成电路用来驱动同类型，如不考虑速度，一般可以驱动50个以上的输入端。

抗辐射能力强

CMOS集成电路中的基本器件是MOS晶体管，属于多数载流子导电器件。各种射线、辐射对其导电性能的影响都有限，因而特别适用于制作航天及核实验设备。

可控性好

CMOS集成电路输出波形的上升和下降时间可以控制，其输出的上升和下降时间的典型值为电路传输延迟时间的125%~140%。

接口方便

因为CMOS集成电路的输入阻抗高和输出摆幅大，所以易于被其他电路所驱动，也容易驱动其他类型的电路或器件。

Q为什么BJT比CMOS速度要快？A

主要是受迁移率的影响。以NPN管和NMOS为例，BJT中的迁移率是体迁移率，大约为1350cm2/vs。NMOS中是半导体表面迁移率，大约在400-600cm2/vs。所以BJT的跨导要高于MOS的，速度快于MOS。这也是NPN(NMOS)比PNP(PMOS)快的原因。

NPN比PNP快也是因为载流子迁移率不同，NPN中的基区少子是电子，迁移率大(1350左右);PNP的基区少子是空穴(480左右)。所以同样的结构和尺寸的管子，NPN比PNP快。所以在双极工艺中，是以作NPN管为主，PNP都是在兼容的基础上做出来的。MOS工艺都是以N阱PSUB工艺为主，这种工艺可做寄生的PNP管，要做NPN管就要是P阱NSUB工艺。

BJT是之所以叫bipolar，是因为基区中既存在空穴又存在电子，是两种载流子参与导电的；而MOS器件的反形层中只有一种载流子参与导电。

但并不是因为两种载流子导电总的迁移率就大了。而且情况可能恰恰相反。因为载流子的迁移率是与温度和掺杂浓度有关的。半导体的掺杂浓度越高，迁移率越小。而在BJT中，少子的迁移率起主要作用。

NPN管比PNP管快的原因是NPN的基子少子是电子，PNP的是空穴，电子的迁移率比空穴大。NMOS比PMOS快也是这个原因。

而NPN比NMOS快的原因是NPN是体器件，其载流子的迁移率是半导体内的迁移率；NMOS是表面器件，其载流子的迁移率是表面迁移率(因为反形层是在栅氧下的表面形成的)。而半导体的体迁移率大于表面迁移率。来自|电子电路

审核汤梓红

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