« poprzedni punkt 


9. Serie układów scalonych

Wyżej omówiliśmy kilka bramek cyfrowych. W praktyce produkowanych jest wiele różnych układów cyfrowych. Obok podstawowych bramek (bramki AND, OR, NAND, NOR o różnych liczbach wejść, XOR, NOT itp.) produkowane są bardziej złożone układy - wiele z nich poznamy w kolejnych rozdziałach. Każdy z produkowanych układów ma swój numer. W większości przypadków stosowana jest numeracja wprowadzona pierwotnie dla układów TTL. W oznaczeniach tego typu na początku jest liczba 74, potem umieszczany jest symbol serii układów (nie dotyczy to podstawowej serii układów TTL) i następnie jest numer danego układu. Konwencja ta obejmuje układy TTL różnych serii oraz układy CMOS różnych serii. Układ o danym numerze (na przykład 00) zawsze oznacza dwuwejściową bramkę NAND.

Różne serie układów TTL i CMOS pojawiały się na rynku w miarę rozwoju technologii półprzewodnikowej. Obecnie najczęściej korzysta się z układów TTL serii S, LS, AS i ALS. W oznaczeniach tych serii litera S oznacza, że do budowy układów wykorzystywane są tranzystory Schottky'ego (są to tranzystory npn zabezpieczone przed wchodzeniem w nasycenie). Litera L oznacza, że układy danej serii charakteryzują się niskim poborem mocy z zasilania. Litera A oznacza, że układy danej serii sa wykonywane za pomocą zaawansowanej technologii.

W układach serii CMOS w oznaczeniach występuje litera C. W wykorzystywanych najczęściej seriach układów CMOS występują oznaczenia HC, HCT, VHC, VHCT. Litera H określa, że jest to seria szybka, litery VH oznaczają, że jest to seria bardzo szybka a litera T oznacza, że układy serii CMOS mogą bezpośrednio współpracować z układami TTL.

Na rysunku III.10 przedstawiono zestawienie dwóch parametrów (czas propagacji bramki, moc pobierana przez bramkę) dla kilku serii układów TTL i CMOS.

Rys. III.10. Porównanie typowych parametrów serii układów TTL i CMOS (przy zasilaniu 5 V)

Generalnie można zauważyć, że obecnie układy TTL i CMOS mają zbliżone wartości parametrów dynamicznych. Ogólnie jednak układy bipolarne TTL są uważane za szybsze i oferujące większe obciążalności. Niemniej, coraz większe zastosowania znajdują układy CMOS. Składa się na to kilka przyczyn. Układy CMOS umożliwiają większe upakowanie - na tej samej powierzchni krzemu można zrealizować układy o wiele większym stopniu scalenia niż w przypadku układów TTL. Układy CMOS przy niewielkich częstotliwościach przełączania pobierają znacznie mniej prądu z zasilania, co jest istotne zwłaszcza przy zasilaniu bateryjnym. Napięcie zasilania układów CMOS może być ustalane w dużym zakresie wartości od 1,8 V do 6 V, podczas gdy w układach TTL są wykorzystywane obecnie dwa napięcia zasilania 5 V i 3,3 V. Układy różnych serii o różnych napięciach zasilania mają z reguły różne przedziały reprezentujące poziomy niski i wysoki. Korzystając z układów CMOS należy pamiętać o tym, że są one wrażliwe na ładunki elektrostatyczne (mimo wbudowanych zabezpieczeń) i wymagają starannego obchodzenia.

Regułą jest, że wszystkie układy produkowane w ramach jednej serii mogą ze sobą bezpośrednio współpracować. W przypadku gdy zachodzi konieczność stosowania w jednym urządzeniu układów różnych serii, to trzeba zawsze sprawdzić czy układy takie mogą ze sobą bezpośrednio współpracować. Wymaga to sprawdzenia zgodności poziomów logicznych (to znaczy czy przedziały napięć reprezentujących poziomy logiczne na wyjściach układów jednej serii mieszczą się w odpowiednich przedziałach określonych dla wejść układów drugiej serii, i odwrotnie). Konieczne jest również określenie wartości obciążalności.


« poprzedni punkt