Опубликовано

Микросхема для начинающих

Справочник по микросхемам серий 176, 561, 1561 — содержание

ОТ СОСТАВИТЕЛЯ

Этот справочник является продолжением серии справочников по цифровым микросхемам и включает в себя описания КМОП микросхем стандартных серий.
Справочник описывает микросхемы КМОП серий 164, 176, 564, 561, 1561. В справочник не включены серии 1564 и 1554/КР1554, которые являются совместимыми с ТТЛ-микросхемами стандартных серий, но имеют технологию изготовления КМОП. Эти микросхемы описываются в отдельном справочнике.

При составлении справочника широко использовались стандартные сокращения и обозначения, распространенные среди западных изготовителей микросхем. Так например, L- означает низкий потенциал (логический нуль при положительной логике), H- высокий потенциал и X- безразлично L или H. Qa=L означает, что соответствующий выход имеет на выходе низкий потенциал.

Для сокращения объема справочника было использовано два приема.
1. Параметры простой логики приведены в табличной форме. Это резко сократило объем занимаемого ей места, позволяет легко сопоставлять параметры аналогичных микросхем. Практически вся простая логика различается только логической функцией, цоколевкой, задержкой распространения и величиной выходного тока. Входные и выходные напряжения практически для всех микросхем идентичны. Поэтому они приведены для всех микросхем в начале раздела.
2. Для сокращения информации в разделе микросхем средней интеграции (СИС), был применен следующий прием- те параметры которые справедливы для большинства СИС (в основном входные и выходные напряжения) приведены в начале раздела и не всегда приводятся в параметрах соответствующей микросхемы.
Большинство параметров приводятся через одну-две черточки. В первом случае приводятся значения величины минимальное и максимальное. Если присутствуют две черточки, значит приводятся значения минимальное — типовое — максимальное.
В начале каждого раздела приведена номенклатура микросхем данного раздела, краткая аннотация, список серий в которых она уже присутствует в отечественной литературе, ссылки на цоколевку и страницу с описанием (для СИС). Если здесь
присутствует пробел, вопросительный знак или прочерк, это означает что данного параметра нет или он не известен.
В отличие от микросхем ТТЛ серий, которые характеризуются идентичностью соответствия как серий, так и параметров отдельных микросхем соответствующим аналогам западных производителей, в семействах КМОП микросхем присутствует некоторая путаница. Большинство микросхем подчиняются следующему правилу:
серии 164 и 176 соответствуют микросхемам серии CD4000,
серии 564 и 561 соответствуют микросхемам серии CD4000A,
серия 1561 соответствует микросхемам серии CD4000B.
Однако, некоторые микросхемы выпадают из этой закономерности. Например, 564АГ1 и 564ИП6 имеют аналоги из серии CD4000B. Поэтому при сравнении отечественных и западных микросхем нужно обращать внимание на таблицу аналогов.
Второй особенностью КМОП серий является нестабильность гарантируемых параметров. Даже западные производители по мере усовершенствования технологии изготовления микросхем пересматривали их параметры и гарантировали более высокие характеристики. Это же относится и к отечественным производителям. Поэтому в справочнике приведены параметры как для западной микросхемы (преимущественно из старых каталогов), так и для отечественной микросхемы (по возможности самые свежие данные). Вы можете сравнить соответствие и, учитывая разницу, можете пользоваться параметрами западных микросхем.
Опыт автора показал что микросхемы серии 1561 полностью соответствуют своим аналогам и когда параметры, приведенные отечественным изготовителем, значительно отличаются от аналога, то только вследствии другой методики измерений (например, выходной ток измеряется при другом выходном напряжении, или параметр приводится не для температуры +25 градусов, а для предельно допустимой). Микросхемы остальных серий нередко значительно отличаются от своих аналогов.

Для полноты охвата, в справочник включены также и микросхемы не имеющие западного аналога. Для таких ТТЛ-микросхем приведены, естественно, данные из отечественных источников.

Справочник составлен в 1991 году, переведен в HTML в 2000 году.

Мы надеемся, что Вам понравится наш справочник.

Обзор

7400 серия содержит сотни устройств, обеспечивающих функции от базовых логических операций, триггеров, счётчиков, до шинных формирователей, передатчиков сигнала и арифметико-логических устройств.

Сегодня поверхностно-монтируемые КМОП версии 7400 серии используются в потребительской электронике и в качестве согласовывающей логики в компьютерах и промышленной электронике. Быстрейшие элементы выполняются только для поверхностного монтажа. Устройства в DIP-корпусах много лет широко использовались в промышленности, теперь их применяют для быстрого прототипирования и обучения, оставаясь доступными для многих устройств.

Микросхема в DIP-корпусе с 14 выводами, справа — представитель серии, содержит четыре элемента И-НЕ, каждый с двумя входами и одним выходом. Два дополнительных контакта соединяются с источником питания (+5В) и землёй. Данная микросхема имеет отечественный аналог — К155ЛА3, с аналогичным расположением выводов.

Несмотря на то, что изначально семейство разрабатывалось для цифровой логики, в нём можно встретить аналоговые устройства, например триггеры Шмитта. Как и 4000 серия, новые КМОП версии 7400 серии также пригодны для использования в качестве аналоговых усилителей с отрицательной обратной связью (подобно операционным усилителям с только одним инвертирующим входом).

Подсерии

Ранние устройства 7400 серии строились на биполярных транзисторах. Новые подсерии, более или менее совместимые функционально и по логическим уровням, используют КМОП-технологию или комбинацию из биполярных и КМОП транзисторов (БиКМОП). Изначально биполярные транзисторы обеспечивали большую скорость, но потребляли больше энергии, чем 4000 серия КМОП-устройств. Биполярные устройства, ко всему прочему, более требовательны к определённому уровню питающего напряжения, обычно 5 В, в то время как использующие КМОП поддерживают широкий диапазон напряжений.

Устройства для военного применения, имеющие расширенный температурный диапазон, доступны в 5400 серии. Texas Instruments также производит устройства с повышенной защитой от радиации (префикс RSN).

Микросхемы 7400 серии создавались на разных технологиях, но совместимость сохранялась с оригинальными уровнями логики TTL и напряжением питания. Несмотря на то, что элементы построены на КМОП-логике, а не ТТЛ, они сохраняют одинаковые номера для определения идентичных логических функций в различных подсериях. Существует около 40 подсерий, использующих стандартную схему нумерации.

  • Биполярные ИМС:
    • 74 — «стандартное ТТЛ» семейство, не имеет букв между «74» и номером устройства
    • 74L — с малым потреблением (по сравнению с оригинальным ТТЛ-семейством), очень медленны
    • H — высокоскоростные (до сих пор выпускаются, но в основном заменены S-сериями, использовались в эре компьютеров 1970-х)
    • S — Шоттки (устарели)
    • LS — с малым потреблением (Шоттки)
    • AS — улучшенные (Шоттки)
    • ALS — улучшенные (Шоттки) с малым потреблением
    • F — быстрые (быстрее обычных Шоттки, аналогичны AS)
  • КМОП
    • C — КМОП, 4-15V, работают как 4000 серия
    • HC — высокоскоростные КМОП, аналогичны по быстродействию с LS. 12 нс
    • HCT — высокоскоростные, совместимы по логическим уровням с биполярными ИС
    • AC — улучшенные КМОП, быстродействие в основном между S и F
    • AHC — улучшенные высокоскоростные КМОП, в три раза быстрее HC
    • ALVC — низкое напряжение питания — 1,65-3,3В
    • AUC — низкое напряжение питания — 0,8-2,7В,
    • FC — быстрые КМОП, быстродействие аналогично с F
    • LCX — КМОП с 3В питающим напряжением и 5В входами
    • LVC — низкое напряжение питания — 1,65-3,3В и 5В входами
    • LVQ — низкое напряжение питания — 3,3В
    • LVX — низкое напряжение питания — 3,3В и 5В входами
    • VHC — очень высокоскоростные КМОП — ‘S’ быстродействие с КМОП технологией и питанием
    • G — супер-высокие скорости (более 1 ГГц), производятся Potato Semiconductor
  • БиКМОП
    • BCT — БиКМОП, совместимы с входными уровнями переключения ТТЛ, используются в буферах
    • ABT — улучшенные БиКМОП, с входными уровнями переключения ТТЛ, быстрее ACT и BCT

Многие ИС в КМОП сериях HC, AC и FC также представлены в «T» версиях, совместимых с уровнями переключения и ТТЛ, и 3,3 В КМОП. ИС без «T» имеют уровни переключения КМОП.

История

Несмотря на то, что 7400 серия была первым де-факто промышленным стандартом ТТЛ-семейства, несколько производителей полупроводниковых устройств создавали свои семейства с ТТЛ логикой, например, Sylvania SUHL, Motorola MC4000 MTTL (не путать с RCA CD4000 CMOS), National Semiconductor DM8000, Fairchild 9300 и Signetics 8200.

Микросхема 7400N с четырьмя 2И-НЕ элементами была первым представителем серии.

5400 и 7400 серии использовались во многих популярных мини-компьютерах в 1970-х и начале 1980-х. Семейство мини-компьютеров DEC PDP использовали АЛУ 74181 в качестве основного вычислительного элемента ЦПУ. В качестве других примеров можно представить серии Data General Nova и Hewlett-Packard 21MX, 1000 и 3000.

Любители и студенты могут с помощью проводов, монтажной платы и источника питания на 5 В экспериментировать с цифровой логикой, обращаясь к обучающим статьям в журналах Byte и Popular Electronics, которые содержат примеры схем практически в каждом выпуске. Раньше во времена крупномасштабных разработок новых ИМС прототип новой интегральной цепи возможно было создать при использовании микросхем ТТЛ на нескольких платах перед запуском устройства в производство в виде ИМС. Это позволяло симулировать готовое устройство и тестировать логику до появления программного обеспечения для этих целей.

В 2007 году отдельные микросхемы стоили приблизительно по $0,25, в зависимости от конкретного изделия.

Обозначение

Микросхемы 7400 серии обычно используют следующую схему обозначения, однако могут быть некоторые различия у разных производителей.
1. Первые две или три буквы обозначают производителя:

или назначение и технологию ИС, например у Texas Instruments Inc.:

  • AC — биполярные ИС улучшенные
  • SBP — биполярные микропроцессоры
  • SMJ — МОП-ИС памяти и микропроцессоры
  • SN — стандартные ИС
  • TAC — КМОП-логические матрицы
  • TAL — ТТЛШ-логические матрицы с пониженной потребляемой мощностью
  • TAT — ТТЛШ-логические матрицы
  • TBP — биполярные ИС памяти
  • TC — формирователи видеосигналов для ПЗС
  • TCM — ИС для телекоммуникации
  • TIBPAL — биполярные ПЛМ
  • TIED — детекторы инфракрасного излучения
  • TIL — оптоэлектронные ИС
  • TL — аналоговые ИС
  • TLC — аналоговые КМОП-ИС
  • TMS — МОП-ИС памяти и микропроцессоры
  • TM — модули микроЭВМ
  • VM — ИС памяти речевого синтеза

2. Две цифры префикса температурного диапазона у Texas Instruments Inc.:

  • 54, 55 — −55…+125 °C для военного варианта
  • 74, 75, 76 — 0…+70 °C для коммерческого варианта

при обозначении в суффиксе:

  • отсутствие знака — 0…+70 °C
  • C — 0….+70 °C
  • E — −40….+85 °C
  • I — −25….+85 °C
  • L — 0….+70 °C
  • M — −55…+125 °C
  • S — специальный диапазон

или применяемую технологию:

  • 54, 74 — стандартная ТТЛ
  • 54H, 74H (High) — быстродействующая
  • 74F (Fast) — сверхбыстродействующая
  • 54L (Low-power) — с пониженной потребляемой мощностью
  • 54LS, 74LS (Low-power Schottky) — ТТЛШ с пониженной потребляемой мощностью
  • 54S, 74S (Schottky) — ТТЛШ
  • 55, 75 — стандартные интерфейсы
  • 54AS, 74AS (Advanced Schottky) — улучшенная ТТЛШ
  • 54HC, 54HCT, 74HC, 74HCT (High-speed CMOS) — быстродействующие на основе КМОП-структур
  • 54ALS, 74ALS (Advanced Low-power Schottky) — улучшенная ТТЛШ с пониженной потребляемой мощностью
  • 76 — улучшенные ИС

3. До четырёх символов, означающих подсерию, обозначающей тип используемой логики.
4. Две или более цифры, присвоенные устройству. Существуют сотни наименований в каждой подсерии, но при этом у устройств с одинаковыми цифрами почти всегда одинаковая функциональность и расположение выводов вне зависимости от производителя, исключением могут быть плоские корпуса, поверхностно-монтируемые элементы, некоторые быстрые КМОП серии (например 74AC) и, как минимум, одно низкопотребляющее ТТЛ-устройство имеют различное расположение выводов, по сравнению с обычной серией.
5. Дополнительные буквы и цифры могут обозначать тип корпуса, категорию качества или иную информацию, различно от производителя к производителю.

Например SN74ALS245 означает микросхему, произведённую Texas Instruments, выполненную в коммерческой версии на основе логики ТТЛ, из семейства улучшенных Шоттки с низким энергопотреблением, функция — двунаправленный восьмибитный буфер.

Многие семейства логики сохраняют нумерацию ТТЛ-устройств для помощи разработчикам. Некоторые производители, например Mullard и Siemens выпускают микросхемы, совместимые с оригинальной серией по расположению выводов, но с совершенно другой схемой нумерации, тем не менее, в документации имеется номер совместимой микросхемы из 7400 серии.

> См. также

Микросхемы серии 4000

> Примечания

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *