CMOSレベルとは?TTLレベルとの違い

CMOSレベルとは、一般的なCMOSロジックICの入出力条件です。
TTLレベルと違い、電源電圧:VDDに依存します。

TTLレベルとは【代表的なICと回路図】

CMOSレベルの規格

CMOSレベルの一般的な規格は下記のようになります。

Hiレベル入力電圧 0.7×VDD
Loレベル入力電圧 0.2×VDD
Hiレベル出力電圧 VDD-0.8V
Loレベル出力電圧 0.4V

VDDはCMOSロジックICの電源電圧です。

最も基本的なCMOSのインバータ回路を考えます。

インバータ回路

VTはCMOSのオン閾値です。

入力がHi(出力がLo)を確定する電圧が「Hiレベル入力電圧」で、入力Lo(出力Hi)を確定する電圧が「Loレベル入力電圧」です。
その間の電圧では「不定」とされ、Hi判定されるかもしれないし、Lo判定されるかもしれない領域です。

出力電圧はCMOSのオン抵抗による電圧ドロップの最大値で決まっています。
Hiレベルの方が低下幅が大きいのは、同じサイズであればPMOSの方がオン抵抗が大きくなるためです。

TTLレベルとの違い

TTLレベルは、バイポーラトランジスタで構成されたロジックICの入出力規格値です。

CMOSレベルとの違いをまとめると以下のようになります。

項目 CMOSレベル TTLレベル
Hiレベル入力電圧 0.7×VDD以上 2.0V以上
Loレベル入力電圧 0.2×VDD以下 0.8V以下
Hiレベル出力電圧 VDD-0.8V以上 2.4V以上
Loレベル出力電圧 0.4V以下 0.4V以下

この記事のキーワード

関連記事
ワンショット回路の設計方法

ワンショット回路とは、入力のオン信号を検出して一定時間のHiパルス信号を出力する回路です。 例えば、スイッチを押すと1秒間だけLEDを点灯させるといった用途で使われます。 INDEXワンショット回路のタイムチャートエッジトリガタイプワンショット回路の回路図と動作原理トランジスタで…

接地回路の種類と特徴の比較

接地回路とは、トランジスタの3つの端子のうちのどれかを共通端子として使う増幅回路です。 共通端子として使う端子によって回路名が決まります。 バイポーラトランジスタの場合は、 エミッタ接地 コレクタ接地 ベース接地 の3種類があり、MOSFETの場合も同様に ソース接地 ドレイン接…

トランジスタの飽和領域とは?飽和する原理を解説

本稿では、トランジスタの飽和について解説していきます。 バイポーラトランジスタを飽和状態で使用する際に起こる問題点と対策方法を紹介します。 また、バイポーラトランジスタの飽和とMOSFETの飽和の違いについても説明します。 INDEXバイポーラトランジスタの飽和とはなぜ飽和するの…

カレントミラー回路の動作原理と設計計算の方法

カレントミラーとは、電流源で作った基準電流をコピー(複製)する回路です。 電流を鏡のように写すことからその名が付けられています。 本稿では、カレントミラーの原理と、ミラー電流の計算方法について解説します。 INDEXカレントミラーの原理出力電流を2倍にする方法1.並列接続する2.…