TTL电平与EIA电平

一、集成逻辑门的分类:

按电路组成的结构来分，可将数字电路分为分立元件电路和集成电路两类。集成电路具有体积小、成本低、可靠性高等优点。
按制造工艺的不同，集成逻辑门可分为双极型逻辑门和单极型逻辑门两大类。

　1.双极型逻辑门

　　以二极管、三极管作为开关元件，电流通过ＰＮ结流动。
　　双极型逻辑门主要有晶体管－晶体管逻辑（ＴＴＬ）、射极耦合逻辑（ＥＣＬ）和集成注入逻辑（Ｉ2Ｌ）三种。
　　ＴＴＬ应用广泛、速度快、抗干扰能力和带负载能力强。功耗较大，集成度较低，不适合做成大规模集成电路。其它类型的ＴＴＬ门电路包括：集电路开路与非门（ＯＣ门），三态门（ＴＳ门）。
　　ＥＣＬ速度快、带负载强。功耗大，主要用于高速中小规模集成电路。
　　Ｉ2Ｌ面积小，功耗低，适合做成大规模集成逻辑门。速度慢、抗干扰能力弱。

　2.单极型逻辑门

　　以ＭＯＳ作为开关元件，电流通过导电沟道流动。
　　ＭＯＳ电路具有制造工艺简单、功耗小、集成度高、无电荷存储效应等优点。其缺点是速度较慢。
　　单极型逻辑门又分为ＰＭＯＳ逻辑门、ＮＭＯＳ逻辑门和ＣＭＯＳ逻辑门。
　　ＣＭＯＳ采用了ＮＭＯＳ和ＰＭＯＳ互补电路，所以速度比ＮＭＯＳ更快、功耗更小。虽然它制造工艺比较复杂，其优点非常突出，在数字系统中逐渐占据了主导地位

二、具体的电平分析

TTL（晶体管-晶体管）电平：
     输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。

在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。

最小输入高电平>=2.0V，最大输入低电平<=0.8V，噪声容限是 0.4V。

ＴＴＬ门电路的主要参数：

待补充

发射极耦合逻辑电路（ECL）（资料参考于http://digital./public.nsf/allkb/1C1D03EDD0AAD75148257242001129E5）

       以多个晶体管的发射极相互耦合加上射极跟随器组成的电路,简称ECL电路。其基本单元电路由提供“或”、“或非”逻辑功能的电流开关和完成电平位移与级联的射极跟随器两部分组成。

发射极耦合逻辑(ECL)，有时也叫做电流模式逻辑(Current Mode Logic)，是一种极高速数字技术。ECL的传递时间是0.5 - 2 ns，这比TTL要快很多，同时功耗也要比TTL高3到10倍。

ECL的输出逻辑和TTL类似，用到的都是逻辑低到逻辑高。尽管如此，ECL和TTL的这些状态的电压值不一样

ECL输出逻辑变换是由-1.75 V的逻辑低到-0.9V的逻辑低。下面的表格说明了在正逻辑下的逻辑"0"和"1"。

电压值	状态	逻辑	布尔值
-1.75 V	低	假	0
-0.9 V	高	真	1

注入逻辑门电路(integrated injection logic,I2L)Ｉ2Ｌ面积小，功耗低，适合做成大规模集成逻辑门。速度慢、抗干扰能力弱。

　　在NPN晶体管的基极接有PNP晶体管作为恒流源，采用公共发射区，集成多个NPN晶体管倒相器的基本门电路。简称I2L电路。将这类基本门电路前后串接起来，经过适当组合，即可实现各种逻辑功能。I2L电路发展于20世纪70年代初，它是在常规双极型集成电路工艺的基础上经过改进而成的。I2L电路无需隔离，结构紧凑，不用电阻，有较高的集成密度，功耗低。但开关速度较慢，截止频率较低，抗干扰能力差。为克服这些缺点，已研制出若干改进型I2L电路 。I2L电路发展较晚，常用于制作双极型大规模集成电路。

 

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ＭＯＳ门电路：

Mos门电路包括NMOS和PMOS。

NMOS 速度比PMOS快，采用正电，便于和TTL接口连接，不适合做通用性集成电路。对电容性负载的驱动能力较弱。

PMOS工作速度低，工作在负电压。不便和TTL电源相连

三、TTL与CMOS电平的兼容性： 
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。所以，用TTL电平在条件允许下他们就可以兼容。要注意到他们的驱动能力是不一样的，CMOS的驱动能力会大一些，有时候TTL的低电平触发不了CMOS电路，有时CMOS的高电平会损坏TTL电路，在兼容性上需注意。
注：
1.CMOS是场效应管构成，TTL为双极晶体管构成
2.COMS的逻辑电平范围比较大（5～15V），TTL只能在5V下工作
3.CMOS的高低电平之间相差比较大、抗干扰性强，TTL则相差小，抗干扰能力差
4.CMOS功耗很小，TTL功耗较大（1～5mA/门）
5.CMOS的工作频率较TTL略低，但是高速CMOS速度与TTL差不多相当。