CMOS與TTL的區別

TTL（電晶體-電晶體邏輯）和CMOS（互補金氧半導體）是電子電路中使用的兩種常見的數字邏輯系列。CMOS是構建數字積體電路的一種常用方法。TTL是積體電路設計中廣泛使用的數字邏輯系列。

閱讀本文以瞭解更多關於CMOS和TTL的資訊以及它們之間有何不同。

什麼是CMOS？

CMOS（互補金氧半導體）是構建數字積體電路的一種常用方法。它以低功耗、良好的抗噪性以及與各種電壓水平的相容性而著稱。以下是關於CMOS技術的更詳細描述

MOSFET電晶體：MOSFET（金屬-氧化物-半導體場效應電晶體）用於構建CMOS邏輯閘。MOSFET具有三個端子，由金屬柵極、絕緣層（氧化物）和半導體通道組成。CMOS中使用了NMOS（n型MOSFET）和PMOS（p型MOSFET）電晶體。
互補對：在CMOS中，每個邏輯閘都使用NMOS和PMOS電晶體，這被稱為“互補”。NMOS電晶體處理低電壓邏輯電平（0或接地），而PMOS電晶體處理高電壓邏輯電平（1或電源電壓）。這種安排可以最大程度地利用電源並減少靜態功耗。
CMOS邏輯閘：CMOS邏輯閘是透過組合NMOS和PMOS電晶體構建的。最常見的CMOS門包括CMOS反相器、與非門、或非門和異或門。這些門可以連線在一起以建立更復雜的數位電路

由於CMOS技術具有低功耗、良好的抗噪性、與各種電壓水平的相容性以及在電路設計中的適應性，因此已成為設計數字積體電路的首選。它被用於各種應用中，包括微處理器

TTL（電晶體-電晶體邏輯）是積體電路設計中廣泛使用的數字邏輯系列。它以其耐用性、快速效能以及與各種輸入和輸出裝置的相容性而聞名。以下是關於TTL技術的描述

雙極電晶體：雙極結型電晶體（BJT）用於構建TTL邏輯閘。這些電晶體具有三個端子：基極、發射極和集電極。TTL門使用NPN（負-正-負）或PNP（正-負-正）雙極電晶體。
雙極電晶體操作：TTL電晶體在有源區工作，其中電晶體的基極-發射極結是正向偏置的。流過電晶體集電極-發射極電路的電流決定了TTL門的輸出。
電壓電平：TTL邏輯電平的電壓電平是固定的。低邏輯電平（0）通常表示為接近0伏的電壓，而高邏輯電平（1）通常表示為接近電源電壓（通常為5伏）的電壓。TTL器件並非設計用於在不同的電壓電平下工作。
功耗：即使在空閒狀態下，TTL電路也需要大量的電能。這是因為電流在有源區流過電晶體。因此，TTL的能效低於CMOS。

下表重點介紹了CMOS和TTL的主要區別

總之，CMOS和TTL是兩種不同的數字邏輯系列，在技術、功耗、電壓電平、抗噪性、扇出能力、速度和相容性方面存在差異。

CMOS電路基於MOSFET技術，功耗非常低，可在各種電壓電平下工作，具有極佳的抗噪性，並具有高扇出能力，但傳播延遲可能明顯更長。TTL電路使用雙極電晶體，即使在空閒狀態下也會消耗大量功率，具有固定的電壓電平，良好的噪聲裕度以及比CMOS更低的扇出能力，但通常具有更快的傳播延遲。

CMOS和TTL的選擇取決於應用的具體要求，例如功耗、抗噪性、速度和介面要求。為了獲得準確的資訊並確保電子電路中的最佳設計和相容性，請查閱特定CMOS和TTL器件的資料表和技術規格。

Md. Sajid

更新於： 2023年7月13日

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