Электроника для начинающих

Элементы серии КМОП с номерами микросхем 4000 и выше могут быть легко повреждены статическим электричеством, но они имеют большую ценность, поскольку потребляют очень малую энергию. Серия ТТЛ с номерами микросхем от 7400 и выше потребляет больше энергии, но обладают меньшей чувствительностью и работают очень быстро. Поэтому, если вы хотите построить компьютер, то будете использовать серию ТТЛ, ну, а если вы хотите построить какую-то электронную штучку, которая должна работать неделями от небольшой батарейки, то будете использовать семейство КМОП-микросхем.

С этой точки зрения все становится очень сложным, поскольку производители КМОП-микросхем желали бы увеличить свою долю на рынке за счет приобретения преимуществ ТТЛ. Новые поколения микросхем КМОП также изменили свои номера и стали начинаться с цифр «74», чтобы подчеркнуть их совместимость, а функции их выводов распределяются так, чтобы они соответствовали функциям и выводам микросхем ТТЛ.

В результате расположение выводов микросхем КМОП и ТТЛ теперь, как правило, совпадает, но значения напряжений для «высокого» и «низкого» логического уровня сигнала меняются для каждого нового поколения, а максимальные напряжения питания КМОП-микросхем пересматриваются в сторону уменьшения. Помните я добавил вопросительные знаки позади двух категорий в колонках для КМОП, поскольку эти микросхемы начинают преодолевать свои прежние недостатки, по меньшей мере, в некоторых аспектах.

Здесь приведена краткая сводка, которая может быть полезна вам, если вы ищете микросхему, которую можно найти в Интернете, но сомневаетесь в ее технических характеристиках.

Там, где вы в обозначении типа микросхемы видите букву «x» это означает, что в этом месте могут присутствовать различные цифры. Таким образом, обозначение «74xx» включает в себя микросхему 7400 (четыре двухвходовых логических элемента И-НЕ), микросхему 7402 (четыре двухвходовых логических элемента ИЛИ-НЕ), микросхему 74150 (16-битовый селектор данных) и т. д. Комбинация букв, которые находятся перед цифрами «74», идентифицирует производителя микросхемы, а буквы после этих цифр могут означать тип корпуса, а также содержание тяжелых металлов, которые загрязняют окружающую среду, и другие технические особенности.

Семейство ТТЛ (TTL)

• 74xx — старое оригинальное поколение, в настоящее время устарело.

• 74Sxx — более высокоскоростная серия с диодами Шоттки (Schottky), в настоящее время устарела.

• 74LSxx — серия с диодами Шоттки (Schottky), потребляющая малую мощность, в настоящее время используется редко.

• 74ALSxx — продвинутая серия с диодами Шоттки (Schottky) с низким потреблением мощности.

• 74Fxx — более быстрая серия, чем серия 74ALSхх.

Семейство КМОП (CMOS)

• 40xx — старое оригинальное поколение, в настоящее время устарело.

• 40xxB — серия 4000B была улучшена, но все еще очень чувствительна к воздействию статического электричества. Эти микросхемы все еще используются во многих схемах для любителей электроники, поскольку они работают при относительно высоких значениях напряжения и в состоянии включать светодиоды и даже небольшие реле напрямую (без всякого усиления).

• 74HCxx — высокоскоростные КМОП-микросхемы с номерами деталей, соответствующих семейству ТТЛ, а также с назначением выводов, аналогичным выводам ТТЛ, но входные и выходные напряжения этих микросхем не совпадают с такими же напряжениями ТТЛ-микросхем. В данной книге я довольно интенсивно использовал это поколение микросхем, поскольку оно очень широко распространено, а схемы, которые используются здесь, не требуют высоких скоростей или больших значений мощности.

• 74HCTxx — аналогична предыдущей серии 74HCхх, но напряжение питания соответствует напряжению для семейства ТТЛ.

• 74ACxx — продвинутая версия серии 74HCхх, она быстрее и с большей выходной мощностью.

• 74ACTxx — аналогична предыдущей серии 74ACхх, но имеет те же самые функции выводов и значения напряжений, что и у семейства ТТЛ-микросхем.

• 74AHCxx — продвинутая высокоскоростная серия КМОП.

• 74AHCTxx — аналогична предыдущей серии 74AНCхх, но имеет те же самые функции выводов и значения напряжений, что у семейства ТТЛ-микросхем.

• 74LVxx — версии, требующие низкого напряжения питания (3,3 В), включают серии LV, LVC, LVT и ALVC.

Как вы можете видеть, в настоящее время мы должны относиться к интерпретации номера детали очень внимательно.

Да, но какое семейство и поколение микросхем мы должны использовать? Это зависит от очень многого! Далее приведены некоторые основополагающие принципы выбора.

Что вам не нужно

1. Различия в скоростях работы с нашей точки зрения не имеют особого значения, поскольку мы не собираемся монтировать схемы, которые будут работать на частотах, измеряемых в мегагерцах.

2. Различия в ценах семейств и поколений микросхем столь незначительные, что их практически можно не учитывать.

3. КМОП-микросхемы с низким значением напряжения (серии 74LVхх) для небольших экспериментальных схем не очень интересны.