4000 series

Dari Wikipedia, ensiklopedia bebas

Artikel ini adalah tentang sirkuit terpadu. Untuk kegunaan lain, lihat seri 4000 (disambiguasi) .

Sebuah CD4029 IC kontra sangat awal, diproduksi oleh RCA .

Seri 4000 adalah sebuah keluarga standar industri sirkuit terpadu yang menerapkan berbagai logika fungsi menggunakan Complementary Metal-Oxide-Semiconductor teknologi, dan masih digunakan sampai sekarang. Mereka diperkenalkan oleh RCA sebagai CD4000 COS / seri MOS pada tahun 1968, sebagai daya yang rendah dan alternatif lebih fleksibel untuk seri 7400 dari TTL chip logika. ^[1] Hampir semua produsen IC aktif selama era chip dibuat dari seri ini. RCA kadang diiklankan garis sebagai COSMOS, berdiri untuk Complementary Metal Oxide Semiconductor-Simetri. Sistem penamaan mengikuti konvensi RCA untuk analog CA, CD untuk digital, tetapi tidak berhubungan dengan Texas Instruments SN seri 7400 skema penomoran.

Para CD4007 pada papan tempat memotong roti

4000 bagian seri memiliki keuntungan rendah daya konsumsi, lebih luas pasokan tegangan (3 V sampai 15 V), dan sederhana sirkuit desain karena jauh meningkat fanout . Namun kecepatan mereka lebih lambat (awalnya sekitar 1 MHz operasi, dibandingkan dengan 10 MHz yang bipolar TTL) terbatas aplikasi mereka untuk desain kecepatan statis atau lambat. Kemudian, teknologi fabrikasi baru terutama mengatasi masalah kecepatan, sementara tetap mempertahankan kompatibilitas dengan desain sirkuit yang paling. Meskipun semua semikonduktor dapat rusak oleh debit elektrostatik , tinggi impedansi masukan CMOS membuat mereka lebih rentan daripada transistor bipolar berbasis , TTL, perangkat. Akhirnya, keuntungan dari CMOS (terutama seri kemudian seperti 74HC) beringsut keluar chip TTL yang lebih tua, tetapi pada saat yang sama semakin meningkat LSI teknik menyisihkan pendekatan modular untuk desain chip yang. Seri 4000 adalah masih banyak tersedia, tapi mungkin kurang penting daripada dua dekade lalu.
Seri ini diperluas pada akhir 1970-an dan 1980-an untuk memasukkan jenis baru yang diimplementasikan fungsi baru, atau yang versi lebih baik dari chip yang ada di seri 4000. Sebagian besar dari chip ini diberi sebutan baru 45xx dan 45xxx, tapi biasanya masih dianggap oleh para insinyur sebagai bagian dari seri 4000.
Pada 1990-an, beberapa produsen (misalnya Texas Instruments ) porting seri 4000 untuk baru mereka HCMOS teknologi dengan perangkat seperti 74HCT4060 yang menyediakan fungsionalitas setara dengan IC 4060 namun dengan kecepatan yang lebih besar.
Sirkuit terintegrasi 4000 series telah digunakan di satelit ruang untuk beberapa dekade. ^{[2] [3]}

Isi  [hide]  1 Desain pertimbangan 2 Contoh umum seri chip 4000 3 Terkemuka bagian 3.1 dekade 4017 kontra 3.1.1 Contoh: Roulette Elektronik 3.2 counter dan decoder 4026 tampilan 3.3 4511 BCD ke tujuh-segmen decoder 4 Lihat juga 5 Referensi 6 Pranala luar

[ sunting ] Desain pertimbangan

Seri 4000 asli tersedia baik unbuffered atau buffer input dan output. Output buffer dapat sumber atau tenggelam lebih aktif daripada output unbuffered, menghilangkan kebutuhan untuk switching transistor diskrit dalam beberapa desain. Versi buffered juga memiliki output lebih cepat kali switching, sebagai sinyal kebangkitan saat tahap output buffer lebih cepat daripada perangkat unbuffered. Namun keseluruhan delay propagasi melalui buffer versi lebih tinggi karena sirkuit tambahan. ^{[4] [5]} Perangkat buffer lebih rentan untuk output osilasi dengan lambat-perubahan input. Desainer harus mengevaluasi pilihan bagian buffer atau unbuffered sesuai dengan sifat dari sirkuit di mana perangkat yang digunakan. Input dan output tambahan gerbang pada bagian buffer juga membuat mereka sedikit kurang rentan terhadap kerusakan oleh pengosongan elektrostatik (ESD).
Meskipun sebutan asli untuk bagian unbuffered dan buffer adalah penambahan akhiran 'B' 'A' atau kode bagian (misalnya: 4000A = unbuffered, 4000B = buffered), beberapa produsen (misalnya: Texas Instruments) kemudian berubah untuk menggunakan Universitas Brawijaya (unbuffered) dan B (buffer) akhiran (misalnya: 4000UB dan 4000B).
Diagram di bawah menunjukkan perbedaan konstruksi antara buffered dan unbuffered CMOS sederhana NOR gerbang logika. Perhatikan bahwa gerbang logika pada inti bagian buffer sebenarnya adalah gerbang NAND , tetapi fungsi keseluruhan dari rangkaian lengkap adalah gerbang NOR karena inversi logika dilakukan oleh buffer. (Sebuah NAND dinegasikan dengan input dinegasikan menjadi NOR seperti yang didefinisikan oleh hukum De Morgan dalam aljabar Boolean .) Para klem dioda pada input adalah untuk menawarkan beberapa perlindungan terhadap ESD.

Buffered CMOS dua masukan gerbang NOR

CMOS unbuffered dua masukan gerbang NOR

Seri 4000 mengijinkan penggunaan desain "masak", di mana elemen sirkuit standar dapat dibuat, berbagi, dan terhubung ke sirkuit lain dengan sedikit, jika ada, kesulitan koneksi. Ini sangat mempercepat desain hardware baru dengan menggunakan kembali pendekatan standar untuk desain sirkuit. Sebaliknya, sirkuit TTL, sementara juga modular, sering membutuhkan antarmuka yang jauh lebih hati-hati, karena terbatas fanout (dan fan-in ) mengharuskan pemuatan setiap output dipertimbangkan dengan cermat. (Beberapa TTL kemudian keluarga, seperti 74LS mengurangi masalah ini dengan fanouts dari 20.) Hal ini juga jauh lebih mudah untuk prototipe LSI desain menggunakan seri 4000 dan mendapatkan hasil yang berulang dan dapat dipindahtangankan ketika pindah ke desain yang lebih terintegrasi.
Beberapa perawatan harus diambil dengan desain sirkuit menggunakan chip CMOS. Banyak bagian menawarkan beberapa gerbang logika dalam satu paket dan itu adalah umum untuk tidak perlu semua dari mereka. Seorang insinyur yang lupa 'dasi off' (menghubungkan gerbang input tidak terpakai untuk VSS atau VDD) mungkin menemukan chip menarik saat ini berlebihan. Masalahnya adalah disebabkan oleh biasing di pintu gerbang masing-masing. Dengan input terputus, gerbang mungkin bias menjadi mode di mana sebagian output melaksanakan, ini daun output buffer menggambar banyak saat ini karena tidak sepenuhnya on atau off, menciptakan jalan resistansi rendah saat ini antara catu daya rel.

[ sunting ] Contoh umum chip seri 4000

Artikel utama: Daftar sirkuit terpadu seri 4000

• 4000 - Dual 3-input NOR Gerbang dan Inverter
• 4001 - Quad 2-input NOR Gerbang
• 4002 - Dual 4-input NOR Gerbang Gerbang ATAU
• 4008-4-bit Adder penuh
• 4010 - hex penyangga non-pembalik
• 4011 - Quad 2-input NAND Gerbang
• 4017 - Dekade Kontra / Johnson Kontra
• 4511 - BCD ke 7-segmen LED driver

[ sunting ] bagian Terkemuka

Sebuah beberapa bagian yang terkenal dalam seri 4000 karena tingkat integrasi mereka dibandingkan dengan chip lainnya. Daftar ini sengaja tidak lengkap dan dimaksudkan untuk memberikan contoh dari bagian-bagian yang lebih menarik dalam seri. Perangkat yang berguna untuk switching sinyal analog (seperti 4066, dan 4051-4053) terus menikmati popularitas dalam beberapa desain audio (meskipun chip non-4000 seri, seringkali dengan sedikit distorsi, sekarang tersedia).

[ sunting ] 4017 pencacah dekade

The 4017 IC adalah 16-pin CMOS dekade kontra dari seri 4000. Dibutuhkan jam pulsa dari input jam, dan membuat salah satu dari sepuluh output datang di urutan setiap kali pulsa clock tiba.

Pinout

Nomor pin	Nama	Tujuan
1	6	Output sekuensial 6
2	2	Output sekuensial 2
3	1	Output 1 sekuensial
4	3	Output sekuensial 3
5	7	Output sekuensial 7
6	8	Output sekuensial 8
7	4	Output sekuensial 4
8	0 V, V DD	Sambungan ke 0 V rel
9	9	Output sekuensial 9
10	5	Output sekuensial 5
11	10	Output sekuensial 10
12	CO	Arry o C keluaran ut - output tinggi pada jumlah 0 sampai 4, output yang rendah pada jumlah 5 sampai 9 (sehingga transisi dari rendah ke tinggi terjadi ketika menghitung dari 9 kembali ke 0)
13	LE	L atch e nable - mengunci pada output saat ini ketika tinggi (yaitu jumlah chip saat LE rendah)
14	CLK	Cl oc k di
15	RST	R e s e t - output 1 set tinggi dan output 2 sampai 10 rendah, bila diambil tinggi
16	+9 V, V CC	Sambungan ke + V CC rel (tegangan antara +3 V dan +15 V)

[ sunting ] Contoh: Roulette Elektronik

Roulette Elektronik sirkuit diagram.

Para diagram rangkaian di sebelah kanan menunjukkan bagaimana untuk membuat permainan rolet menggunakan counter dekade 4017 dan berbagai komponen elektronik lainnya. Switch berhenti rolet, dan resistor menyesuaikan kecepatan putaran.

[ sunting ] 4026 counter dan decoder menampilkan

The 4026 IC adalah 16-pin CMOS tujuh-segmen kontra dari seri 4000. Ini jumlah jam pulsa dan mengembalikan output dalam bentuk yang dapat ditampilkan pada layar tujuh-segmen . Hal ini untuk menghindari menggunakan kode-biner desimal ke tujuh-segmen decoder, tetapi hanya dapat digunakan untuk menampilkan (desimal) 0-9 digit.

Pinout

Nomor pin	Nama	Tujuan
1	CLK	Cl oc k di
2	CI	C mengunci i nhibit - ketika rendah, jam pulsa kenaikan tujuh segmen-
3	DE	D e nable isplay - output chip untuk segmen tujuh saat ini adalah tinggi (yaitu ketika itu rendah, segmen tujuh adalah off) - berguna untuk menghemat baterai, misalnya
4	DEO	D e nable o isplay ut - untuk 4026s chaining
5	CO	Arry o C keluaran ut - Apakah tinggi ketika mengubah 9-0. Ini memberikan output di 1 / 10 dari frekuensi clock, untuk mendorong masukan clock 4026 lain untuk menyediakan multi-digit menghitung.
6	F	Output untuk masukan F segmen tujuh yang
7	G	Output untuk masukan G segmen tujuh yang
8	V DD	Sambungan ke 0 V rel
9	D	Output untuk input D segmen tujuh yang
10	Sebuah	Output untuk segmen tujuh di masukan A
11	E	Output untuk masukan E segmen tujuh yang
12	B	Output untuk input B segmen tujuh yang
13	C	Output untuk masukan C-tujuh segmen yang
14	UCS	U ngated C - s egment - output untuk input C tujuh segmen-itu yang tidak terpengaruh oleh input DE. Output ini tinggi kecuali dihitung-2, ketika ia pergi rendah.
15	RST	R e s e t - reset semua keluaran ke rendah ketika diambil tinggi
16	V SS	Sambungan ke +9 V rel

[ sunting ] 4511 BCD ke tujuh-segmen decoder

The 4511 IC adalah 16-pin CMOS BCD ke tujuh-segmen decoder dari seri 4000. Dibutuhkan kode-biner desimal dari counter biner dan decode itu untuk menggerakkan sebuah tampilan tujuh-segmen .

Pinout

Nomor pin	Nama	Tujuan
1	2s	Masukan untuk bit 2s dari binary counter
2	4s	Masukan untuk bit 4s dari binary counter
3	LT	L amp t est - ketika rendah, chip mengambil semua segmen pada layar tinggi (untuk menguji koneksi, dll)
4	BI	B lanking i nput - ketika rendah, chip tidak output untuk menampilkan - untuk menghemat baterai, misalnya
5	LE	L atch e nable - mengunci pada output saat ini ketika tinggi (yaitu mengubah output input ketika LE rendah)
6	8s	Masukan untuk bit 8s dari binary counter
7	1s	Masukan untuk bit 1s dari binary counter
8	0 V, V DD	Sambungan ke 0 V rel
9	E	Output untuk masukan E segmen tujuh yang
10	D	Output untuk input D segmen tujuh yang
11	C	Output untuk masukan C-tujuh segmen yang
12	B	Output untuk input B segmen tujuh yang
13	Sebuah	Output untuk segmen tujuh di masukan A
14	G	Output untuk masukan G segmen tujuh yang
15	F	Output untuk masukan F segmen tujuh yang
16	+9 V, V CC	Sambungan ke +9 V rel

[ sunting ] Lihat juga

• Daftar sirkuit terpadu seri 4000
• Seri 7400
• Daftar seri 7400 sirkuit terpadu
• Gerbang logika

[ sunting ] Referensi

1. ^ Wright, Maury Milestones yang penting:. CMOS pelopor dikembangkan prekursor ke EDN prosesor, 2006/06/22
2. ^ "SIKAP KONTROL magnetometer"
3. ^ "Controller AO-40 RUDAK Percobaan"
4. ^ Memahami Buffered dan Karakteristik Seri CD4xxxB Perangkat Unbuffered. Texas Instruments
5. ^ Lancaster, Don. CMOS Cookbook, ISBN 0-672-21398-2