Серия ИС

Серия ИС

требляемой мощности и увеличения степени интеграции - числа элементов, размещаемых иа кристалле заданной площади.

ТТЛ И С. В табл. 2.1 [3] приведены основные параметры базовых элементов различных серий зарубежных ИС, изготавливаемых по ТТЛ-технологиям, а в табл. 2.2 - соответствие зарубежных ИС отечественным.

Кроме серий SN74, зарубежными фирмами выпускаются серии SN54 и SN84, различающиеся только температурным диапазоном и допустимым отклонением напряжения источника питания от номинала (табл. 2.3) [3, 4].

Т а б л и ц а 2.3

Наиболее важным параметром, характеризующим качество се-рий ИС, является работа переключения - произведение среднего времени задержки сигналов в вентиле h.cp иа мощность потребления вентиля Р (табл. 2.1). Остальные параметры в табл. 2.1 означают} /вх ~ входной ток при подаче на вход уровня логического нуля; /з-входной ток при подаче иа вход уровня логической единицы; fшах - максимальная частота переключения; ll-выходной ток при уровне логической единицы иа выходе, /" ~ выходной ток яря уровне логического нуля иа выходе, п-нагрузочная способность {от-иошение/,"ц/°).

Серия SN74F/SN54F [5, 6] разработана фирмой Fairchiid в 1979 г., остальные серии-фирмой Texas Instruments за 1963- 1982 гг. Семейство SN54 выпускается для военных применений, а семейство SN74 - кшмерческих (табл. 2.3). Первой была выпу-

щена серия SN74/SN54 (стаидартиая). В 1967 г. в дополнение к указанной серии были разработаны серии SN74H/SN54H (High speed- быстродействующая) и SN74L/54L (Low power - маломощная), что позволило разрабатывать более высокочастотные цифровые устройства при общем снижении потребляемой мощности (высокочастотные узлы выполняются иа ИС рерии SN74H, среднечастотные - SN74, а низкочастотные - SN74L).

В 1969 г была разработана серия SN74S/SN54S, 1971 г, - серия SN74LS/SN54LS, 1980 г. - SN74ALS/SN54ALS, 1982 г. -серия SN74AS/SN54AS (S -Schottky, LS-Low power, Schottky; ALS - Advanced Low power Schottky, AS - Advanced Schottky; Advanced - усовершенствованная) [3]. Все эти серии, как и серия SN74F/SN54F (FAST - Fairchilds Advanced Shottky TTL), основаны иа использовании диодов Шотки, предотвращающих режим глубокого насыщения транзисторов, что значительно увеличивает скорость переключения вентилей. Наиболее перспективными являются ИС с диодами Шотки. В настоящее время широкое применение при проектировании цифровой аппаратуры находит серия SN74LS/SN54LS (серия 555/533).

Все серии, указанные в табл. 2.1 и 2.2, совместимы по входам и выходам: выходное напряжение логического нуля вих В; входное напряжение логического нуля 0,4 В; выходное напряжение логической единицы и1,>2,4 В; входное напряжение логической единицы U\2,A В. При использовании ИС различных серий а одном устройстве следует учитывать взаимную нагрузочную способность (табл. 2.4). Все серии ИС содержат кроме элементов со

Таблица 2.4

стандартным выходом (параметры приведены в табл. 2.1) элементы с повышенной нагрузочной способностью (буферы). В табл. 2.4 первое число указывает нагрузочную способность для элемента со стандартным выходом, а второе -для буфера.

На рис. 2.1 показаны условные графические обозначения (УГО) основных ЛЭ: повторителя, НЕ (инвертора), И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ, сумма по модулю два и И-ИЛИ-НЕ, выполняющего

X -ГГ\-х X, -Г&\-.ХгХг XiJn\- XfUX I

xj- Si -x,xz

Xj-i -Xj9X2 j%-

Рис. 2.1

- +5B

% 13 n 11 m 9 8 o o-*43 o-*.o o-*o

J 4 5 /5 7J.

W 13 n 11 10 9 8 n 13 12 11 to 9 8 po 0-1 о 1-o-o -o

Phc. 2.2

функцию у-хХзУXiXi. Такие же обозначения используются и для перечисленных ЛЭ с большим числом входов.

В табл. 2.5 приведены средние значения основных параметров ЛЭ И-НЕ. ИЛИ-НЕ. И. ИЛИ. НЕ. сумма по модулю два, И- ИЛИ-НЕ и расширителей по ИЛИ [3]. Как правило, разработчикам электронной аппаратуры достаточно знать указанные параметры для правильного выбора серии ИС, подробные же таблицы параметров, приводимые в справочниках [7,8], используются при необходимости более точных оценок задержек в цепях передачи сигналов и учета различий входов по потребляемому току. На рис. 2.2 показано расположение выводов ЛЭ: каждая линия, соединяющая внешние контакты ИС, соответствует одному ЛЭ, а стрелка указывает выход ЛЭ. Такой способ разметки выводов позволяет в компактной форме представить цоколевки многих ЛЭ независимо от выполняемой ими функции, переход же к УГО достаточно просто осуществляется с помощью рис. 2.1. На рис. 2.3, а, б показаны УГО ИС ЛЕ7 (два 5-входовых ЛЭ ИЛИ-НЕ) и ЛЕЗ (два 4-входовых ЛЭ ИЛИ-НЕ со стробироваиием). ИС ЛЕЗ выполняет функцию у= = (Xi\/X3\/X2\/Xx)E, где £-стробирующий сигнал (£-Enable - разрешение).

Имеющий иечетиое число входов m ЛЭ, выход которого принимает значение логической единицы только в тех случаях, когда