一、CMOS门电路

CMOS 门电路一般是由MOS管构成，由于MOS管的栅极和其它各极间有绝缘层相隔，在直流状态下，栅极无电流，所以静态时栅极不取电流，输入电平与外接电阻无关。由于MOS管在电路中是一压控元件，基于这一特点，输入端信号易受外界干扰，所以在使用CMOS门电路时输入端特别注意不能悬空。在使用时应采用以下方法：

1、与门和与非门电路：由于与门电路的逻辑功能是输入信号只要有低电平，输出信号就为低电平，只有全部为高电平时，输出端才为高电平。而与非门电路的逻辑功能是输入信号只要有低电平，输出信号就是高电平，只有当输入信号全部为高电平时，输出信号才是低电平。所以某输入端输入电平为高电平时，对电路的逻辑功能并无影响，即其它使用的输入端与输出端之间仍具有与或者与非逻辑功能。这样对于CMOS与门、与非门电路的多余输入端就应采用高电平，即可通过限流电阻(500Ω)接电源。

2、或门、或非门电路：或门电路的逻辑功能是输入信号只要有高电平输出信号就为高电平，只有输入信号全部为低电平时，输出信号才为低电平。而或非门电路的逻辑功能是输入信号只要有高电平，输出信号就是低电平，只有当输入信号全部是低电平时输出信号才是高电平。这样当或门或者或非门电路某输入端的输入信号为低电平时并不影响门电路的逻辑功能。所以或门和或非门电路多余输入端的处理方法应是将多余输入端接低电平，即通过限流电阻(500Ω)接地。

二、TTL门电路

TTL门电路一般由晶体三极管电路构成。根据TTL电路的输入伏安特性可知，当输入电压小于阐值电压UTH，即输入低电平时输入电流比较大，一般在几百微安左右。当输入电压大于阈值电压UTH时，输入高电平时输入电流比较小，一般在几十微安左右。由于输入电流的存在，如果TT L门电路输入端串接有电阻，则会影响输入电压。其输入阻抗特性为：当输入电阻较低时，输入电压很小，随外接电阻的增加，输入电平增大，当输入电阻大于IKΩ时，输入电平就变为阈值电压UTH即为高电平，这样即使输入端不接高电平，输入电压也为高电平，影响了低电平的输入。所以对于TTL电路多余输入端的处理,应采用以下方法：

1、TTL与门和与非门电路：对于TTL与门电路，只要电路输入端有低电平输入，输出就是低电平。只有输入端全为高电平时，输出才为高电平。对于TTL与非门而言，只要电路输入端有低电平输入，输出就为高电平，只有输入端全部为高电平时，输出才为低电平。根据其逻辑功能，当某输入端外接高电平时对其逻辑功能无影响，根据这一特点应采用以下四种方法：(1)将多余输入端接高电平，即通过限流电阻与电源相连接;(2)根据TTL门电路的输入特性可知，当外接电阻为大电阻时，其输入电压为高电平，这样可以把多余的输入端悬空，此时输入端相当于外接高电平;(3)通过大电阻(大于1kΩ)到地，这也相当于输入端外接高电平;(4)当TTL门电路的工作速度不高，信号源驱动能力较强，多余输入端也可与使用的输入端并联使用。

2、TTL或门、或非门：对于下TTL或门电路，逻辑功能是只要输入端有高电平输出端就为高电平，只有输入端全部为低电平时，输出端才为低电平，TTL或非门电路，逻辑功能是只要输入端有高电平，输出端就为低电平，只有输入端全部为低电平时，输出才为高电平，根据上述逻辑功能，TTL或门、或非门电路多余输入端的处理应采用以下方法：(1)接低电平;(2)接地;(3)由TTL输入端的输入伏安特性可知，当输入端接小于IKΩ的电阻时输入端的电压很小，相当于接低电平，所以可以通过接小于IKΩ(500Ω)的电阻到地。

三、三态门之高阻态的理解

1、高阻态这是一个数字电路里常见的述语，指的是电路的一种输出状态，既不是高电平也不是低电平，如果高阻态再输入下一级电路的话，对下级电路无任何影响，和没接一样，如果用万用表测的话有可能是高电平也有可能是低电平，其电压值可以浮动在高低电平之间的任意数值上，随它后面所接的电路而定。

2、高阻态的实质：电路分析时高阻态可做开路理解。你可以把它看作输出(输入)电阻非常大，极限可以认为悬空(也就是说理论上高阻态不是悬空)，它是对地或对电源电阻极大的状态。而实际应用上与引脚的悬空几乎是一样的。当门电路的输出上拉管导通而下拉管截止时，输出为高电平;反之就是低电平;如上拉管和下拉管都截止时，输出端就相当于浮空(没有电流流动)，其电平随外部电平高低而定，即该门电路放弃对输出端电路的控制。

3、悬空(浮空，floating)：就是逻辑器件的输入引脚即不接高电平，也不接低电平。由于TTL逻辑器件的内部结构，当它输入引脚悬空时，相当于该引脚接了高电平。一般实际运用时，引脚不建议悬空，易受干扰。对于TTL或非门接地处理，对于TTL与非门可以悬空或接高电平。至于COMS不能悬空，那是因为COMS的栅极和衬底是被二氧化硅隔开，它比较脆弱，只能承受几百伏的电压，而静电能达到上千伏，COMS悬空时电压为VDD/2。

4、由于TTL集成电路的低电平驱动能力比高电平驱动能力大得多，所以常用低电平有效OC门输出的七段译码器来驱动。

COMS与TTL电路的区别

一、CMOS与TTL电路的区别

1、CMOS是场效应管构成(单极性电路)，TTL为双极晶体管构成(双极性电路)

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

6、CMOS的噪声容限比TTL噪声容限大

7、通常以为TTL门的速度高于“CMOS门电路。影响 TTL门电路工作速度的主要因素是电路内部管子的开关特性、电路结构及内部的各电阻阻数值。电阻数值越大，工作速度越低。管子的开关时间越长，门的工作速度越低。门的速度主要体现在输出波形相对于输入波形上有“传输延时”tpd。将tpd与空载功耗P的乘积称为“速度-功耗积”，做为器件性能的一个重要指标，其值越小，表明器件的性能越 好(一般约为几十皮(10-12)焦耳)。与TTL门电路的情况不同，影响CMOS电路工作速度的主要因素在于电路的外部，即负载电容CL。CL是主要影响器件工作速度的原因。由CL所决定的影响CMOS门的传输延时约为几十纳秒。

8、TTL电路是电流控制器件，而coms电路是电压控制器件。

二、CMOS使用注意事项

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

2)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。

3)当接长信号传输线时，在COMS电路端接匹配电阻。

4)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。

5)COMS的输入电流超过1mA，就有可能烧坏COMS。

三、什么叫做图腾柱，它与开漏电路有什么区别?

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

四、什么是CMOS电路的锁定效应

COMS电路由于输入太大的电流，内部的电流急剧增大，除非切断电源，电流一直在增大 。这种效应就是锁定效应。当产生锁定效应时，COMS的内部电流能达到40mA以上，很容易烧毁芯片。

防御措施：

1)在输入端和输出端加钳位电路，使输入和输出不超过不超过规定电压。

2)芯片的电源输入端加去耦电路，防止VDD端出现瞬间的高压。

3)在VDD和外电源之间加线流电阻，即使有大的电流也不让它进去。

4)当系统由几个电源分别供电时，开关要按下列顺序：开启时，先开启COMS电路得电源，再开启输入信号和负载的电源;关闭时，先关闭输入信号和负载的电源，再关闭COMS电路的电源。