电子电路基础知识.pdf_电子电路知识入门基础

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1.电路基础知识

1.1 Vss, VDD, VEE, Vcc 的区别

说法一：

VCC、VDD、VEE、VSS 是指芯片、分解电路的电源集结点，具体接电源的极性需视器件材料

而定。 VCC 一般是指直接连接到集成或分解电路内部的三极管 C 极，VEE 是指连接到集成或

分解电路内部三极管的 E 极。同样，VDD、VSS 就是指连接到集成内部、分解电路的场效应

管的 D 和 S 极。例如是采用 P 沟 E/DMOS 工艺制成的集成，那么它的 VDD 就应接电源的负，

而 VSS 应接正电源。

它们是这样得名的：

VCC 表示连接到三极管集电极（C）的电源。

VEE 表示连接到三极管发射极（E）的电源。

VDD 表示连接到场效应管的漏极（D）的电源。

VSS 表示连接到场效应管的源极（S）的电源。

通常 VCC 和 VDD 为电源正，而 VEE 和 VSS 为电源负或者地。

说法二：

VDD,VCC,VSS,VEE,VPP 区别

VDD:电源电压（单极器件）；电源电压（4000 系列数字电路）；漏极电压（场效应管）

VCC：电源电压（双极器件）；电源电压（74 系列数字电路）；声控载波（Voice Controlled

Carrier)

VSS:地或电源负极

VEE：负电压供电；场效应管的源极（S）

VPP：编程/擦除电压。

详解：

在电子电路中，VCC 是电路的供电电压, VDD 是芯片的工作电压：

VCC：C=circuit 表示电路的意思, 即接入电路的电压， D=device 表示器件的意思, 即器件

内部的工作电压，在普通的电子电路中，一般 Vcc>Vdd !

VSS：S=series 表示公共连接的意思，也就是负极。

有些 IC 同时有 VCC 和 VDD，这种器件带有电压转换功能。

在“场效应”即 COMS 元件中，VDD 乃 CMOS 的漏极引脚，VSS 乃 CMOS 的源极引脚，这

是元件引脚符号，它没有“VCC”的名称，你的问题包含 3 个符号，VCC / VDD /VSS，这显

然是电路符号。

1.2 TTL 电平与 CMOS 电平的区别

1，TTL 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。最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是

0.4V。

2，CMOS 电平：

1逻辑电平电压接近于电源电压，0 逻辑电平接近于 0V。而且具有很宽的噪声容限。

3，电平转换电路：

因为 TTL 和 COMS 的高低电平的值不一样（ttl 5v<＝＝>cmos 3.3v），所以互相连接

时需

要电平的转换：就是用两个电阻对电平分压，没有什么高深的东西。哈哈

4，OC 门，即集电极开路门电路，OD 门，即漏极开路门电路，必须外界上拉电阻和电源

才能

将开关电平作为高低电平用。否则它一般只作为开关大电压和大电流负载，所以又叫做驱

动门电路。

5，TTL 和 COMS 电路比较：

1）TTL 电路是电流控制器件，而 coms 电路是电压控制器件。

2）TTL 电路的速度快，传输延迟时间短(5-10ns)，但是功耗大。

COMS电路的速度慢，传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。

COMS电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关，频率越高，芯片集越热，这是正

常

现象。

3）COMS 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。

6，COMS 电路的使用注意事项

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。

7，TTL 门电路中输入端负载特性（输入端带电阻特殊情况的处理）：

1）悬空时相当于输入端接高电平。因为这时可以看作是输入端接一个无穷大的电阻。

2）在门电路输入端串联 10K 电阻后再输入低电平，输入端出呈现的是高电平而不是低

电

平。因为由 TTL 门电路的输入端负载特性可知，只有在输入端接的串联电阻小于 910 欧时，

它输入来的低电平信号才能被门电路识别出来，串联电阻再大的话输入端就一直呈现高电

平。这个一定要注意。COMS 门电路就不用考虑这些了。

8，TTL 电路有集电极开路 OC 门，MOS 管也有和集电极对应的漏极开路的 OD 门，它的

输出就叫

做开漏输出。

OC门在截止时有漏电流输出，那就是漏电流，为什么有漏电流呢？那是因为当三机管

截

止的时候，它的基极电流约等于 0，但是并不是真正的为 0，经过三极管的集电极的电流也

就不是真正的 0，而是约 0。而这个就是漏电流。开漏输出：OC 门的输出就是开漏输出；

门的输出也是开漏输出。它可以吸收很大的电流，但是不能向外输出的电流。所以，为了

能输入和输出电流，它使用的时候要跟电源和上拉电阻一齐用。OD 门一般作为输出缓冲/

驱

动器、电平转换器以及满足吸收大负载电流的需要。

9，什么叫做图腾柱，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

1.3 LSB 的定义

当选择模数转换器(ADC)时，最低有效位(LSB)这一参数的含义是什么？有位工程师

告诉我某某生产商的某款 12 位转换器只有 7 个可用位。也就是说，所谓 12 位的转

换器实际上只有 7 位。他的结论是根据器件的失调误差和增益误差参数得出的，这两

个参数的最大值如下：

失调误差 =±3LSB，

增益误差 =±5LSB，

乍一看，觉得他似乎是对的。从上面列出的参数可知最差的技术参数是增益误差

(±5 LSB)。进行简单的数学运算，12 位减去 5 位分辨率等于 7 位，对吗？果真如此

的话，ADC 生产商为何还要推出这样的器件呢？增益误差参数似乎表明只要购买成

本更低的 8 位转换器就可以了，但看起来这又有点不对劲了。正如您所判断的，上面

的说法是错误的。

让我们重新来看一下 LSB 的定义。考虑一个 12 位串行转换器，它会输出由 1 或

0 组成的 12 位数串。通常，转换器首先送出的是最高有效位(MSB)(即 LSB + 11)。

有些转换器也会先送出 LSB。在下面的讨论中，我们假设先送出的是 MSB(如图 1 所

示)，然后依次送出 MSB-1 (即 LSB + 10)和 MSB -2(即 LSB + 9)并依次类推。转

换器最终送出 MSB -11(即 LSB)作为位串的末位。

LSB 这一术语有着特定的含义，它表示的是数字流中的最后一位，也表示组成满

量程输入范围的最小单位。对于 12 位转换器来说，LSB 的值相当于模拟信号满量程

输入范围除以 212 或 4,096 的商。如果用真实的数字来表示的话，对于满量程输入

范围为 4.096V 的情况，一个 12 位转换器对应的 LSB 大小为

1mV。但是，将 LSB

定义为 4096 个可能编码中的一个编码对于我们的理解是有好处的。

让我们回到开头的技术指标，并将其转换到满量程输入范围为 4.096V 的 12 位

转换器中：

失调误差 = ±3LSB =±3mV，

增益误差 =±5LSB = ±5mV，

这些技术参数表明转换器转换过程引入的误差最大仅为 8mV(或 8 个编码)。这

绝不是说误差发生在转换器输出位流的 LSB、LSB-1、LSB-2、LSB-3、LSB-4、LSB-5、

LSB-6 和 LSB-7 八个位上，而是表示误差最大是一个 LSB 的八倍(或 8mV)。准确地

说，转换器的传递函数可能造成在 4,096 个编码中丢失最多 8 个编码。丢失的只可能

是最低端或最高端的编码。例如，误差为+8LSB ((+3LSB 失调误差) + (+5LSB 增益

误差)) 的一个 12 位转换器可能输出的编码范围为 0 至 4,088。丢失的编码为 4088

至 4095。相对于满量程这一误差很小仅为其 0.2%。与此相对，一个误差为

-3LSB((-3LSB 失调误差)(-5LSB 增益误差))的 12 位转换器输出的编码范围为 3 至

4,095。此时增益误差会造成精度下降，但不会使编码丢失。丢失的编码为 0、1 和 2。

这两个例子给出的都是最坏情况。在实际的转换器中，失调误差和增益误差很少会如

此接近最大值。

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SuiJiangPiaoLiu

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