Серии 4000 является КМОП логика семьи из интегральных схем (ИС) впервые введена в 1968 году RCA . [1] Диапазон напряжения питания от 5 В до 20 В, что намного выше, чем у любого современного семейства логических схем. Почти все производители ИС, действовавшие в эту начальную эпоху, изготовили модели для этой серии. Его соглашение об именах все еще используется.
История
Серия 4000 была введена как CD4000 COS / MOS серии в 1968 году RCA [1] в качестве меньшей мощности и более универсальной альтернативы серии 7400 с транзисторно-транзисторной логики (TTL) чипов. Логические функции были реализованы с помощью недавно представленной технологии комплементарного металл-оксид-полупроводник (CMOS) . Первоначально эта технология продавалась с маркировкой «COS / MOS» компанией RCA (что расшифровывалось как «металл-оксидный полупроводник с дополнительной симметрией»), но более короткая терминология CMOS стала отраслевым предпочтением для обозначения технологии. [2] Первые микросхемы серии были разработаны группой под руководством Альберта Медвина . [3]
Первоначально широкому распространению препятствовали сравнительно более низкие скорости разработок по сравнению с конструкциями на основе TTL. Ограничения по скорости в конечном итоге были преодолены с помощью новых методов производства, в результате чего старые чипы TTL были выведены из эксплуатации. В конце 1970-х и 1980-х годах серия была расширена новыми моделями, которым были присвоены обозначения 45xx и 45xxx, но которые обычно до сих пор рассматриваются инженерами как часть серии 4000. В 1990-х годах некоторые производители (например, Texas Instruments ) перенесли серию 4000 на более новые конструкции на основе HCMOS, чтобы обеспечить более высокие скорости.
Соображения по дизайну
Серия 4000 облегчает более простую схему конструкции за счет относительно низкой мощности потребления, широкий диапазон подачи напряжения , и значительно повышенной нагрузки вождения потенциал (разветвление) . Это делает серию идеальной для использования при создании прототипов БИС . Хотя конструкция на основе TTL аналогична модульной , она требует тщательного планирования характеристик электрической нагрузки схемы. Буферизованные модели могут выдерживать более высокие электрические токи, но имеют больший риск возникновения нежелательной обратной связи . [4] [5] Многие модели содержат высокий уровень интеграции, в том числе полностью интегрированных счетчиков 7-сегментный дисплей , ходьба кольцевых счетчиков и полных сумматоров .
Общие фишки
- Ворота с одним входом
- 4049 - шестигранный инверторный вентиль с мощными выходными драйверами (способный управлять до четырех входов 74LS ).
- 4050 - шестнадцатеричный буферный затвор с мощными выходными драйверами (способный управлять до четырех входов 74LS).
- 40106 - Шестигранный инверторный вентиль с входами триггера Шмитта .
- 40109 - Счетверенный буферный вентиль с двумя шинами питания (трансляция уровня напряжения).
- 4504 - Шестнадцатеричный буферный затвор с двумя шинами питания (преобразование уровня напряжения).
- Двухвходовые ворота
- 4001 - Четырехходовой вентиль ИЛИ - НЕ с 2 входами .
- 4011 - Четыре логических элемента NAND с 2 входами .
- 4070 - Четыре логических элемента XOR с 2 входами .
- 4071 - Четыре логических элемента ИЛИ с 2 входами .
- 4077 - Четырехходовой вентиль XNOR с 2 входами .
- 4081 - Счетверенный вентиль И с 2 входами .
- 4093 - Четыре логических элемента NAND с 2 входами и входами триггера Шмитта .
- 40107 - Двойной логический элемент NAND с 2 входами и выходные драйверы с открытым стоком 136 мА в 8-контактной ИС.
- Также доступны чипы затвора с тремя, четырьмя и восемью входами.
- Шлепки
- 4013 - Двойной триггер D-типа . Каждый триггер имеет независимые данные, Q, / Q, часы, сброс, набор.
- 40174 - Шестигранный шлепанец D-типа. Каждый триггер имеет независимые данные и Q. Все синхронизируются и сбрасываются.
- 40175 - Четырехместный триггер типа D. Каждый триггер имеет независимые данные Q, / Q. Все делятся часами и сбрасываются.
- Счетчики
- 4017 - Десятилетний счетчик декодера с 10 выходами.
- 4026 - Десятилетний счетчик 7-сегментного цифрового декодера.
- 40110 - Десятилетний счетчик увеличения / уменьшения для 7-сегментного декодера дисплея с выходными драйверами 25 мА.
- 40192 - Десятилетний счетчик вверх / вниз с 4-битной предустановкой BCD.
- 40193 - Двоичный счетчик вверх / вниз с предустановкой 4-битной двоичной системы.
- Декодеры
- 4028 - 4-разрядный BCD - 10-выходной декодер (может быть использован в качестве 3-битового двоичного кода в 8-выходной декодер )
- 4511 - декодер 4-битного BCD в 7-сегментный дисплей с драйверами выхода 25 мА.
- Таймеры
- 4047 - Моностабильный / нестабильный мультивибратор с внешним RC- генератором.
- 4060 - 14-битный счетчик пульсаций с внешним RC или кварцевым генератором (большой длительности) (входы триггера Шмитта) (может использоваться с кристаллом 32,768 кГц)
- 4541 - 16-битный счетчик пульсаций с внешним RC-генератором (большой длительности).
- Аналоговый
- 4051 - Один 8-канальный аналоговый мультиплексор.
- 4066 - Аналоговый переключатель Quad SPST .
Смотрите также
- LVCMOS
- Интегральные схемы серии 7400
- Список интегральных схем серии 7400
- Семья логики
- Логический вентиль
- Программируемое логическое устройство
- Совместимость контактов
Рекомендации
- ^ a b «1963: изобретена дополнительная конфигурация схемы MOS» . Музей истории компьютеров . Архивировано 23 июля 2019 года.
- ^ «Райт, Мори. Важные вехи: пионер CMOS разработал предшественник процессора EDN, 22.06.2006» . Архивировано из оригинала на 2007-09-27 . Проверено 1 июля 2006 .
- ^ Р. Джейкоб Бейкер (2010). CMOS: схемотехника, компоновка и моделирование (3-е изд.). Джон Вили и сыновья. п. 7. ISBN 978-1-118-03823-9.
- ^ Общие сведения о характеристиках устройств серии CD4xxxB с буферизацией и без буферизации. Инструменты Техаса
- ^ Ланкастер, Дон. Поваренная книга CMOS , ISBN 0-672-21398-2
дальнейшее чтение
- Периодические издания
- Новые низковольтные микросхемы COS / MOS (CD4000A) ; RCA Engineer ; Том 17 № 1; Июнь 1971 г. - июль 1971 г .; Страницы 40–45.
- 15 статей о COS / MOS IC ; RCA Engineer ; Том 18 № 4; Декабрь 1972 г. - январь 1973 г.
- Книги
- CMOS Cookbook ; 4-е изд; Дон Ланкастер , Говард Берлин; Эльзевир; 512 страниц; 2019; ISBN 978-0672213984 . (архив)
- Справочник по CMOS ; 1-е изд; Ньютон Брага; Оперативная пресса; 390 страниц; 2001; ISBN 978-0790612348 .
- Вторая книга проектов CMOS IC ; 1-е изд; Р. А. Пенфолд; Издательство Бернарда Бабани; 127 страниц; 1979; ISBN 978-0900162787 . (архив)
- 50 проектов CMOS IC ; 1-е изд; Р. А. Пенфолд; Бернардс Паблишинг; 112 страниц; 1977; ISBN 978-0900162640 . (архив)
- RCA COS / MOS IC Руководство ; 170 страниц; 1979; CMS-272.
- RCA COS / MOS IC Руководство ; Страницы TBD; 1971; CMS-270.
- Исторические справочники
- RCA COS / MOS Databook ; 649 страниц; 1975; SSD-203C.
- Датабук RCA CMOS ; 798 страниц; 1983; SSD-250C.
- Датабук Motorola CMOS ; 560 страниц; 1988 г.
- Национальный справочник CMOS ; 930 страниц; 1981 г.
Внешние ссылки
- Понимание цифровых логических ИС серии 4000 - журнал Nuts and Volts
- Подробный список микросхем серии 4000 - Electronics Club
- Логические и аналоговые схемы серии 4000 - Analog Devices