Первая буква

С – цилиндрический корпус

D – с двухрядным параллельным расположением выводов (DIP)

S – с однорядным расположением выводов

Т – трехрядное расположение выводов

М – многорядное расположение (больше четырех рядов)

Вторая буква показывает материал корпуса

G – стеклокерамика

M - металл

P - пластмасса

X – прочие

 

.В качестве примера рассмотрим систему обозначений фирмы Texas Instruments (рис. 2.5).

 

 

 

Рис. 2.5. Система обозначений фирмы Texas Instruments

Каждая микросхема серий семейства 74 имеет свое обозначение. Полное обозначение состоит из шести элементов:

1. Идентификатор фирмы SN (для серий AC и ACT отсутствует).
2. Температурный диапазон (тип семейства):
• 74 — коммерческие микросхемы (температура окружающей среды для биполярных микросхем — 0...70°С, для КМОП микросхем — – 40...+85°С),
• 54 — микросхемы военного назначения (температура — –55...+125°С).
3. Код серии (до трех символов):
• Отсутствует — стандартная ТТЛ–серия.
• LS (Low Power Schottky) — маломощная серия ТТЛШ.
• S (Schottky) — серия ТТЛШ.
• ALS (Advanced Schottky) — улучшенная серия ТТЛШ.
• F (FAST) — быстрая серия.
• HC (High Speed CMOS) — высокоскоростная КМОП–серия.
• HCT (High Speed CMOS with TTL inputs) — серия HC, совместимая по входу с ТТЛ.
• AC (Advanced CMOS) — улучшенная серия КМОП.
• ACT (Advanced CMOS with TTL inputs) — серия AC, совместимая по входу с ТТЛ.
• BCT (BiCMOS Technology) — серия с БиКМОП–технологией.
• ABT (Advanced BiCMOS Technology) — улучшенная серия с БиКМОП–технологией.
• LVT (Low Voltage Technology) — серия с низким напряжением питания.
4. Идентификатор специального типа (2 символа) — может отсутствовать.
5. Тип микросхемы (от двух до шести цифр). Перечень некоторых типов микросхем приведен в приложении.
6. Код типа корпуса (от одного до двух символов) — может отсутствовать. Например, N — пластмассовый корпус DIL (DIP), J — керамический DIL (DIC), T — плоский металлический.

Примеры обозначений: SN74ALS373, SN74ACT7801, SN7400.

 

 

Главное достоинство отечественной системы обозначений состоит в том, что по обозначению микросхемы можно легко понять ее функцию. Зато в системе обозначений Texas Instruments виден тип серии с его особенностями.

 

Чем отличается одна серия от другой?

Таблица 2.2. Сравнение параметров одинаковых микросхем в разных стандартных сериях
	К155ЛА3(SN7400N)	К555ЛА3(SN74LS00N)	КР1533ЛА3(SN74ALS00N)	КР1554ЛА3(SN74AC00N)
tPLH, нс не более				8,5
tPHL, нс не более				7,0
IIL, мА не более	-1,6	-0,45	-0,1	-0,001
IIH, мА не более	0,04	0,02	0,02	0,001
IOL, мА не менее
IOH, мА не менее	-0,4	-0,4	-0,4	-75
UOL, В не более	0,4	0,5	0,5	0,3
UOH, В не менее	2,4	2,7	2,5	4,4
ICC, мА не более		4,4		0,04

На первом уровне представления (логическая модель) серии не различаются ничем. То есть одинаковые микросхемы разных серий работают по одним и тем же таблицам истинности, по одним и тем же алгоритмам. Правда, надо учитывать, что некоторые микросхемы имеются только в одной из серий, а некоторых нет в нескольких сериях.

На втором уровне представления (модель с учетом задержек) серии отличаются величиной задержки распространения сигнала. Это различие может быть довольно существенным. Поэтому в тех схемах, где величина задержки принципиальна, надо использовать микросхемы более быстрых серий (табл. 1.3).

На третьем уровне представления (электрическая модель) серии различаются величинами входных и выходных токов и напряжений, а также, что не менее важно, токами потребления (табл. 1.3). Поэтому в тех устройствах, где эти параметры принципиальны, надо применять микросхемы, обеспечивающие, к примеру, низкие входные токи, высокие выходные токи и малое потребление.

Серия К155 (SN74) — это наиболее старая серия, которая постепенно снимется с производства. Она отличается не слишком хорошими параметрами по сравнению с другими сериями. С этой классической серией принято сравнивать все остальные.

Серия К555 (SN74LS) отличается от серии К155 малыми входными токами и меньшей потребляемой мощностью (ток потребления — почти втрое меньше, чем у К155). По быстродействию (по временам задержек) она близка к К155.

Серия КР531 (SN74S) отличается высоким быстродействием (ее задержки примерно в 3–4 раза меньше, чем у серии К155), но большими входными токами (на 25% больше, чем у К155) и большой потребляемой мощностью (ток потребления — больше в полтора раза по сравнению с К155).

Серия КР1533 (SN74ALS) отличается повышенным примерно вдвое по сравнению с К155 быстродействием и малой потребляемой мощностью (в четыре раза меньше, чем у К155). Входные токи еще меньше, чем у К555.

Серия КР1531 (SN74F) отличается высоким быстродействием (на уровне КР531), но малой потребляемой мощностью. Входные токи и ток потребления примерно вдвое меньше, чем у К155.

Серия КР1554 (SN74AC) отличается от всех предыдущих тем, что она выполнена по КМОП-технологии. Поэтому она имеет сверхмалые входные токи и сверхмалое потребление при малых рабочих частотах. Задержки примерно вдвое меньше, чем у К155.

Наибольшим разнообразием имеющихся микросхем отличаются серии К155 и КР1533, наименьшим — КР1531 и КР1554.

Надо отметить, что приведенные здесь соотношения по быстродействию стандартных серий довольно приблизительны и верны не для всех разновидностей микросхем, имеющихся в разных сериях. Точные значения задержек необходимо смотреть в справочниках, причем желательно в фирменных справочных материалах.

Микросхемы разных серий обычно легко сопрягаются между собой, то есть сигналы с выходов микросхем одной серии можно смело подавать на входы микросхем другой серии. Одно из исключений — соединение выходов ТТЛ-микросхем со входами КМОП-микросхем серии КР1554 (74AC). При таком соединении необходимо применение резистора номиналом 560 Ом между сигналом и напряжением питания (рис. 2.7).

 

Рис. 2.7. Обозначения отечественных микросхем

 

Электронные микросхемы различных семейств могут работать с различными уровнями напряжения. Если нужно соединить схемы различных семейств друг с другом, то прежде всего следует проверить их совместимость. Под совместимостью понимается возможность соединения выходов микросхемы одного семейства со входом микросхемы другого семейства.

Между многими семействами действует ограниченная совместимость. Выходы КМОП-элементов могут, например быть ТТЛ-совместимы, а входы – нет. Значит, КМОП-микросхема с напряжением пита­ния -5 В может управлять ТТЛ-элемен­том. Логические уровни подходят друг дру­гу, т. е. допустимые Н-уровни КМОП-микросхемы попадают в область допустимых Н-уроннеи ТТЛ-схемы. Также допустимые L-уровни КМОП-микросхемы попадают в область допустимых L -уровней ТТЛ-схе­мы (рис. 9.23).

 

Рис.9.23. Диаграмма уровней

КМОП-выводы должны выдавать и принимать токи, номинальные для ТТЛ-схемы. Привыполнении этих условий выходы КМОП-схемы совмести­мы с ТТЛ-схемой.

Если схемы различных семейств несо­вместимы или ограниченно совместимы, то они могут связываться друг с другом только через преобразователи уровня.

Преобразователи уровня предназначены для преобразования уровней на­пряжения и тока схем одного семейства в уровни напряжения и тока схем другого семейства.

Преобразователи уровня по другому называются интерфейсными схемами (интерфейс, англ. – связь).

 

Структура преобразователей уровня

Преобразователи уровня могут быть построены на элементах различных семейств. Особенно подходят элементы НЕ и И-НЕ. Производители мик­росхем дают определенные рекомендации. Рассмотрим структуру преобра­зователя уровня TTL на CMOS.

На ТТЛ-стороне используется И-НЕ-элемент. Этот элемент должен управлять КМОП-элементом НЕ (рис. 9.24).

Рис. 9.24. Преобразователь уров­ня, построенный на ТТЛ-элемен­те И-НЕ и КМОП-элементе НЕ.

У ТТЛ-схемы и КМОП схемы следующие параметры

ТТЛ-элемент	МОП-элемент
В ± 0,5 В	(Напряжение питания)	В	(Напряжение питания)
В	(Максимальный выходной L-уровень)	В	(Максимальный входной L-уровень)
В	(Максимальный выходной H-уровень)	В	(Максимальный входной H-уровень)
мА	(Максимальный выходной ток L-уровня)	пА	(Входной ток L-уровня)
мА	(Минимальный выходной остаточный ток)	пА	(Входной ток H-уровня)

 

При L-состоянии выхода И-НЕ-элемента самое большое выходное напря­жение 0,4 В. Это ниже максимального входного L-уровня КМОП-эдемента 1,5 В. Преобразователь уровня в данном случае не требуется (рис. 9.25).

Рис. 9.25. Диаграмма уровней ТТЛ-КМОП

ТТЛ-элемент нуждаетсяв L-входном токе. КМОП-элемент такой ток не выдает. Поэтому к источнику напряжения подключают резистор (см. рис. 9.24).

Если И-НЕ-элемент имеет Н-выходной уровень, то транзистор заперт (см. рис. 9.24). Через на выходах подается приблизительно +5 В.

Выходной уровень не может, как обыч­но допустимо в ТТЛ-схемах, упасть до 2,4 В. Уровень 2,4 В недопустим для Н-входного уровня КМОП-схемы, так как ее минимальный Н-входной уровень ра­вен 3,5 В.

При вычислении номинала нужно учитывать выполнение условий помехоу­стойчивости. не должен быть очень большим или очень малым. Известный производитель КМОП-схем RCA приво­дит следующие уравнения:

;

.

Для рассмотренного примера преобразователя уровня получаются сле­дующие значения:

Ом;

кОм.

Самое малое значение от обеспечивает самую большую помехоустой­чивость, но слишком сильно нагружает источник напряжения. Рациональ­но выбрать значение в несколько кОм. Для рассмотренного преобразовате­ля уровня выбрано:

кОм.

 

 

При выборе той или иной серии микросхем следует также учитывать, что микросхемы мощной и быстрой серии КР531 создают высокий уровень помех по шинам питания, а микросхемы маломощной серии К555 очень чувствительны к таким помехам. Поэтому серию КР531 рекомендуется использовать только в крайних случаях, при необходимости получения очень высокого быстродействия. Не рекомендуется также применять в одном устройстве мощные быстродействующие микросхемы и маломощные микросхемы.