请问数字电路中为什么很多的单元电路都是低电平输入和输出呢

应该说，单从数字电路看，采用高电平或低电平输入和输出一般并没有什么区别。之所以许多数字电路采用低电平输入和输出，主要是考虑与其它一些具有自诊断功能的芯片连接的需要。

一些具有自诊断功能的芯片（如，单片机及其接口芯片等），这类芯片在上电（接通电源）时，低电平可以触发芯片本身进入自检状态。因此，这类芯片要求其所连接的外部电路采用低电平有效的方式工作。也就是要求这部分的数字电路采用低电平输入和输出。因此，就有很多数字电路的单元电路采用低电平输入和输出。

之所以一些芯片设计为低电平输入输出,是为了兼容大部分的数字芯片.因为低电平信号的范围可以很广,从负5V到+2V都可以看做是低电平,而高电平要求比较高,可能只有+3V到+5V被认为是高电平,这样如果所有芯片都设计成低电平作为输入输出信号的话,兼容性就比较强了.
用低电平做为输入输出信号不能降低电源消耗,因为当低电平信号输入的时候,仍然需要和高电平形成回路来激活某个触发器或者寄存器.不管采用低还是高电平输入输出,到最后都是需要消耗电源的.

模拟电路需要考虑线性和动态范围，所以工作电压不可以做的很低；而数字电路只是提供了逻辑状态的输入和输出，具体说也就是能表示高电平和低电平就可以了，这一点与模拟电路有明显的区别，因此数字电路的工作电压可以比较低。
工作电压低的好处很多：元器件不易损坏，耗电少等等。
工作电压低了，当然输出、输入电平也就低了，不过这个也涉及到一个统一标准问题，最早的时候是规定了5V的工作电压，后来逐步降低到3.3V或更低。

这也是一个默认的标准吧。
为了降低功耗，很多电路都设计成集电极开路输出，为了提高如入阻抗，大部分电路输入端默认高电平，所以出现你提到的现象。

低电平的输入和输出是为了保证电路的安全性及实用性的!