Back

ⓘ Интегрисана кола серије 4000




Интегрисана кола серије 4000
                                     

ⓘ Интегрисана кола серије 4000

Интегрисана кола 4000 је породица индустријских стандардних интегрисаних кола koja implementiraju различите логичке функције користећи CMOS енгл. Complementary Metal–Oxide–Semiconductor технологију, која је и дан данас у употреби. Уведени су од стране RCA као CD4000 COS/MOS серије, 1968. године, као мању снагу и вишеструку алтернативу за серију 7400 ТТЛ чипова. Скоро сви произвођачи IC су активни током ере стварања чипова из ове серије. RCA понекад оглашавају линију као ЦОСМОС, што значи Технологија комплементарног метал-оксид-полупроводника. Именовање система је пратио RCA конвенцију ЦА за аналогне, ЦД за дигиталне, али се не односе на Тексас инструментс SN 7400 серијске шеме.

Делови 4000 серије имају предност у потрошњи енергије, шири опсег напајања 3V до 15V, и простији дизајн кола због знатно повећаног" fanout”. Међутим њихова спора брзина иницијално операција око 1MHz, у поређењу са биполарним TTL od 10 M Hz лимитира њихову, на стајање или спор дизајн. Нова технологија производње је у великој мери превазишла проблем у брзини, док одржава уназад компатибилност са дазајном већине кола. Иако сви полупроводници могу бити оштећени електричним пражњењем, висока импеданса CMOS улаза омогућава да су осетљивији него што је Биполарни транзистор, TTL, уређаји. Коначно, предност CMOS посебно касније серије као 74HC побеђује старији TTL чип, али у исто време све више LSI технологије побеђује приступ дизајну модуларног чипа. Интегрисана кола серије 4000 су још увек широко доступна, али су можда мање важни него што је то било пре две деценије.

Серија је проширена крајем 1970-их и 1980-их година да укључи нове врсте које реализују нове функције, или су биле боље верзије постојећих чипова у серији 4000. Већина ових новијих чипова су добили 45xx и 45xxx ознаке, али се обично и даље сматрају, од стране, инжењера као део серије 4000.

Током 1990-их, неки произвођачи нпр. Тексас инструментс усвојили су интегрисана кола серије 4000 у њиховој новој ХЦМОС енгл. HCMOS технологији са уређајима као што су 74ХЦТ4060 пружајући еквивалентну функционалност до 4060 IC интергисано коло, али са већом брзином.

Интегрисана кола серије 4000 су се користила у свемирским сателитима више деценија.

                                     

1. Разматрање дизајна

Оригинална 4000 серија је била доступна у било учитаном енгл. buffered или неучитаном енгл. unbuffered улазу и излазу. Учитани енгл. buffered излази могу да проведу или потроше више струје него неучитани енгл. unbuffered излази, елиминишући потребу за дискретним прекидачким транзисторима у неким дизајновима.

Бафероване енгл. buffered верзије имају и брже пребацивање излаза, као време сигнала пораста учитаног излаза је брже од једног неучитаног уређаја. Међутим, укупно кашњење преко учитане верзије је веће због додатних кола. Баферовани учитани уређаји подложнији излазним осцилацијама са споро мењајућим улазима. Дизајнери морају да процене избор учитаних или неучитаних делова према природи кола у којима су уређаји који се користе. Додатне улазне и излазне капије на учитаним деловима, такође их чине минимално подложним оштећењима од стране електростатичког пражњења.

Иако је првобитна ознака за неучитане и учитане делове била додатак А или Б, суфикс на део кода нпр.: неучитано=4000А, 4000Б = учитано, неки произвођачи нпр.: Текас Инструментс су касније то променили, киристећи УБ неучитано енгл. unbufferedB) и Б учитаноенгл. bufferedB) суфиксе нпр.: 4000УБ и 4000Б.

Дијаграм доле показује разлике у архитектури између једноставно учитане и неучитане CMOS НИ логичке капије. Имајте на уму да је логичка капија у средишту учитаног дела у ствари НИ капија, али укупна функција комплетног кола је НИ капија због логичких инверзија која обавља бафер. Негирао НАНД са негираним улазом постаје НИ као што је дефинисано у Де Моргановим законима у Буловој алгебри. Стезање диода на улазу су да понуде неку заштиту од електростатичког пражњења.

4000 серија дозвољава да се користи "cookbook" дизајн, где могу стандардна елемента кола бити креирана, дељена и конектована са мало других колима, ако их има, али не баш лако. Ово значајно убрзава дизајн новог хардвера поновним коришћењем стандардног приступа. Насупрот, TTL кола, а слично модуларни, често захтевају много опрезнији интерфејс, јер лимитирани fanout и fan-in захтев учитавања сваког излаза мора да буде пажљиво размотрено. неке касније TTL фамилије, као 74LS редукују овај проблем са fanout од 20. Такође је много лакше да се прототип дизајна коришћењем LSI 4000 серије и да су резултати поновљиви и преносиви када идемо ка више интегрисаном дизајну.

Неку бригу треба узети при дизајнирању кола која користе CMOS чипове. Многи делови нуде више логичких капија у једном пакету, а уобичајено је да не требају све. Инжињер који заборави да tie off" повезати неискоришчене кајије улаза са VSS или VDD може пронаћи на чип троши превише струје. Пробелем је узрокован претходно одређеном волтажом "biasing" на свакој капији. Са улазима који нису повезани, капија може бити пристрасна моду где излази делимично проводе; ово оставља излазни бафер да црпи много струје, јер није у потпуности укључен или искључен, стварајућу нискоотпоран пут измећу шина за напајање.

                                     

2. Пример заједничке 4000 серије чипова

  • 4002 – Дупла четворо улазна НИЛИ капија ИЛИ капија
  • 4511 - BCD за 7-сегментни LED драјвер
  • 4011 – Четири двоулазне НИ капије
  • 4010 – хекссадецимални не-инвертовани бафер
  • 4000 – Дупла тро-улазна НИЛИ капија и инвертор
  • 4001 – Четири дбо-улазна НИЛИ капија
  • 4017 – декадни бројач / Johnson бројач
  • 4008 - 4-bitni потпуни сабирач
                                     

3. Значајни делови

Неколико делова је видљиво у 4000 серији због нивоа интеграције у односу на друге чипове. Овај списак је непотпун намерно и има за циљ да обезбеди узорак од занимљивијих делова у серији. Уређаји корисни за пребацивање аналогних сигнала као што су 4066 и 4051 до 4053 и даље уживају популарност у неким аудио дизајнима.

                                     

3.1. Значајни делови 4017 декадни бројач

IC 4017 је 16-пински CMOS декадни бројач из 4000 серије. Он користи тактове из такта улаза, и чини да један од десет излаза долазе у секвенци сваки пут када дође и такт.

Излазни пин

                                     

3.2. Значајни делови Пример: Електронски рулет

Шема са десне стране показује како да креирате игру Рулет помоћу 4017 декадног бројача и разних других електронских делова. Променљиви отпорник подешава брзину центрифуге.

                                     

3.3. Значајни делови 4511 БЦД у седмо-сегментни декодер

4511 IC је 16-пински CMOS BCD у седмо-сегметни декодер из серије 4000. Оно узима Бинарно кодирани децимални број из бинарног бројача и декодира га у заједничку катоду седмо-сегментног екрана.

Излазни пин
                                     
  • изузетком неколико професионалаца такође знатно сиромашнија и мање интегрисана од Јевреја у већем делу западне Европе. Главни напор антисемитизма у

Users also searched:

...