กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 4 นาที

วงจรรวมซีรีส์ 4000

ซีรี่ส์ 4000 เป็นตระกูล วงจรรวม (IC) ลอจิก CMOS ที่เปิดตัวครั้งแรกในปี 1968 โดยRCA [ 1 ] ค่อยๆ เปลี่ยนไปเป็นซีรี่ส์บัฟเฟอร์ 4000B หลังจากประมาณปี 1975 [ 2 ]...

วงจรรวมซีรีส์ 4000

CD4007A บนแผงวงจรทดลอง แบบไม่ต้องบัดกรี

ซีรี่ส์4000เป็นตระกูลวงจรรวม (IC) ลอจิกCMOS ที่เปิดตัวครั้งแรกในปี 1968 โดยRCA [ 1 ] ค่อยๆเปลี่ยนไปเป็นซีรี่ส์บัฟเฟอร์ 4000B หลังจากประมาณปี 1975 [ 2 ]มีช่วงแรงดันไฟฟ้าที่กว้างกว่าตระกูลลอจิกอื่นๆ ในยุคนั้น (ช่วงที่แนะนำสำหรับซีรี่ส์ "B" คือ 3 V ถึง 18 V) ผู้ผลิต IC เกือบทั้งหมดที่ดำเนินงานในช่วงเริ่มต้นนี้ได้ผลิตรุ่นต่างๆ สำหรับซีรี่ส์นี้ และชื่อเรียกของซีรี่ส์นี้ยังคงใช้มาจนถึงปัจจุบัน

ประวัติศาสตร์

ไอซีตัวนับ CD4029A รุ่นแรกๆ ในแพ็คเกจเซรามิกแบบแถวคู่ 16 ขา ( DIP -16) ผลิตโดยRCA
ภาพวงจรและแผนผังวงจรของเกต NAND รุ่น CD4011BE ที่ลงสีแล้ว

ซีรีส์ 4000 เปิดตัวในชื่อ ซีรีส์ CD4000 COS/MOSในปี 1968 โดยRCA [ 1 ]เป็นทางเลือกที่มีกำลังไฟต่ำกว่าและใช้งานได้หลากหลายกว่าซีรีส์ 7400ของ ชิป ตรรกะทรานซิสเตอร์-ทรานซิสเตอร์ (TTL) ฟังก์ชันตรรกะถูกนำไปใช้ด้วยเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์โลหะออกไซด์เสริม ( CMOS ) ที่เพิ่งเปิดตัวใหม่ แม้ว่าในตอนแรก RCA จะทำการตลาดโดยใช้ชื่อ "COS/MOS" (ซึ่งย่อมาจาก "complementary symmetry metal–oxide semiconductor") แต่ คำศัพท์ CMOS ที่สั้นกว่า ก็กลายเป็นที่นิยมในอุตสาหกรรมในการอ้างถึงเทคโนโลยีนี้[ 3 ]ชิปตัวแรกในซีรีส์นี้ได้รับการออกแบบโดยกลุ่มที่นำโดยAlbert Medwin [ 4 ]

การใช้งานอย่างแพร่หลายในระยะแรกถูกขัดขวางโดยความเร็วที่ค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับการออกแบบที่ใช้ TTL อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดด้านความเร็วก็ได้รับการแก้ไขในที่สุดด้วยวิธีการผลิตแบบใหม่ (เช่น การใช้เกตแบบจัดเรียงตัวเองของโพลีซิลิคอนแทนโลหะ) รุ่น CMOS เหล่านี้มีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับ TTL ในยุคนั้น ซีรีส์นี้ได้รับการขยายเพิ่มเติมในช่วงปลายทศวรรษ 1970 และ 1980 ด้วยรุ่นใหม่ที่ได้รับชื่อ 45xx และ 45xxx แต่โดยทั่วไปแล้ววิศวกรยังคงถือว่าเป็นส่วนหนึ่งของซีรีส์ 4000 ในทศวรรษ 1990 ผู้ผลิตบางราย (เช่นTexas Instruments ) ได้ปรับเปลี่ยนซีรีส์ 4000 ไปเป็นการ ออกแบบที่ใช้ HCMOS รุ่นใหม่ เพื่อให้ได้ความเร็วที่สูงขึ้น

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบ

ซีรี่ส์ 4000 ช่วยให้ การออกแบบ วงจร ทำได้ง่ายขึ้นด้วยการใช้ พลังงานค่อนข้างต่ำ ช่วง แรงดันไฟฟ้าที่กว้างและความสามารถในการขับโหลด (fanout) ที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก เมื่อเทียบกับTTLทำให้ซีรี่ส์นี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในการสร้างต้นแบบ การออกแบบ LSIในขณะที่ IC TTL มีลักษณะเป็นโมดูลาร์ เช่นเดียวกัน แต่โดยทั่วไปแล้วจะขาดความแรงในการขับแบบสมมาตรของ CMOS และอาจต้องพิจารณาโหลดที่ใช้กับเอาต์พุตมากขึ้น เช่นเดียวกับ TTL รุ่น ที่มีบัฟเฟอร์สามารถขับกระแสไฟฟ้าได้สูงกว่า (ส่วนใหญ่ใช้ได้กับอุปกรณ์ I/O เช่น octal latches และ three-state drivers) แต่มีความเสี่ยงที่จะเกิดringing (การสั่นแบบชั่วคราว) สูงขึ้นเล็กน้อย เว้นแต่จะมีการลดทอนหรือต่อปลายอย่างถูกต้อง[ 5 ] [ 6 ] หลายรุ่นมีการรวมวงจรในระดับสูง รวมถึงตัวนับ จอแสดงผล 7 เซgmentแบบครบวงจร ตัวนับแบบ walking ringและfull adders

ชิปทั่วไป

CD4001B ในแพ็คเกจDIP -14 ( เกต NORแบบ 2 อินพุตสี่ตัว)
แผนผังขาของ CD4001B: สีแดงคือสายไฟ สีเขียวคือสายอินพุต สีน้ำเงินคือสายเอาต์พุต
แผนภาพการทำงานของ CD4001B (เกต NOR แบบ 2 อินพุตสี่ตัว)
ประตูตรรกะ
รองเท้าแตะ
  • 4013 – ฟลิปฟลอปแบบ D คู่ แต่ละฟลิปฟลอปมีข้อมูล, Q, /Q, สัญญาณนาฬิกา, รีเซ็ต, และตั้งค่าแยกอิสระ
  • 40174 – ฟลิปฟลอปแบบ D หกตัว แต่ละฟลิปฟลอปมีข้อมูลและค่า Q เป็นอิสระต่อกัน แต่ใช้สัญญาณนาฬิกาและรีเซ็ตร่วมกัน
  • 40175 – ฟลิปฟลอปแบบ D สี่ตัว แต่ละฟลิปฟลอปมีข้อมูล Q และ /Q ที่เป็นอิสระต่อกัน และใช้สัญญาณนาฬิกาและรีเซ็ตร่วมกัน
เคาน์เตอร์
  • 4017 – ตัวนับ ทศวรรษ พร้อมตัวถอดรหัส 10 เอาต์พุต
  • 4026 – ตัวนับทศวรรษพร้อมเอาต์พุตถอดรหัสตัวเลขแบบ 7 เซgment
  • 40110 – ตัวนับทศนิยมขึ้น/ลง พร้อม ตัวถอดรหัสจอแสดงผล 7 ส่วนและตัวขับเอาต์พุต 25 mA
  • 40192 – ตัวนับทศวรรษขึ้น/ลง พร้อมพรีเซ็ต BCD 4 บิต
  • 40193 – ตัวนับเลขฐานสองขึ้น/ลง พร้อมค่าตั้งล่วงหน้าเลขฐานสอง 4 บิต
ตัวถอดรหัส
  • 4028 – ตัวถอดรหัส BCD 4 บิตเป็นเอาต์พุต 10 ช่อง (สามารถใช้เป็นตัวถอดรหัสไบนารี 3 บิต เป็นเอาต์พุต 8 ช่องได้ )
  • 4511 – ตัวถอดรหัส BCD 4 บิตเป็น จอแสดงผล 7 เซgmentพร้อมไดรเวอร์เอาต์พุต 25 mA
ตัวจับเวลา
  • 4047 – มัลติไวเบรเตอร์ แบบโมโนสเตเบิล/อะสเตเบิล พร้อมออสซิลเลเตอร์RC ภายนอก
  • 4060 – ตัวนับแบบริปเปิล 14 บิต พร้อมออสซิเลเตอร์ RC ภายนอกหรือออสซิเลเตอร์คริสตัล (ระยะเวลานาน) (อินพุตแบบ Schmitt-trigger) (สามารถใช้กับคริสตัล 32.768 kHz ได้)
  • 4541 – ตัวนับแบบริปเปิล 16 บิต พร้อมออสซิเลเตอร์ RC ภายนอก (ระยะเวลานาน)
อนาล็อก

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

วารสาร
  • ไอซี COS/MOS แรงดันต่ำรุ่นใหม่ (CD4000A) ; RCA Engineer ; เล่มที่ 17 ฉบับที่ 1; มิถุนายน 1971 ถึง กรกฎาคม 1971; หน้า 40–45
  • บทความ 15 เรื่องเกี่ยวกับไอซี COS/MOS ; นิตยสาร RCA Engineer ; เล่มที่ 18 ฉบับที่ 4; ธันวาคม 1972 ถึง มกราคม 1973
หนังสือ
  • ตำราอาหาร CMOSฉบับที่ 4 โดยDon Lancasterและ Howard Berlin สำนักพิมพ์ Elsevier จำนวน 512 หน้า ปี 2019 ISBN 978-0672213984. (คลังเก็บเอกสารสำคัญ)
  • หนังสือคู่มือ CMOS ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 1 โดย Newton Braga สำนักพิมพ์ Prompt Press จำนวน 390 หน้า ปี 2001 ISBN 978-0790612348.
  • ทำความเข้าใจวงจร CMOS แบบรวม ; ฉบับที่ 2; โรเจอร์ เมเลนและแฮร์รี่ การ์แลนด์ ; สำนักพิมพ์แซมส์ ; 144 หน้า ; 1979; ISBN 978-0672215988. (คลังเก็บเอกสารสำคัญ)
  • หนังสือเล่มที่สองของโครงการวงจร CMOS ICฉบับพิมพ์ครั้งที่ 1 โดย RA Penfold สำนักพิมพ์ Bernard Babani จำนวน 127 หน้า ปี 1979 ISBN 978-0900162787. (คลังเก็บเอกสารสำคัญ)
  • 50 โครงการวงจร CMOS IC ; ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 1; RA Penfold; สำนักพิมพ์ Bernards; 112 หน้า; 1977; ISBN 978-0900162640. (คลังเก็บเอกสารสำคัญ)
เอกสารทางประวัติศาสตร์
  • ข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ตระกูล Signetics HE4000B ; IC04; 13 หน้า; 1995
  • คู่มือการใช้งานไอซี RCA COS/MOS ; CMS-272; 170 หน้า; ปี 1979
  • คู่มือการใช้งานไอซี RCA COS/MOS ; CMS-270; จำนวนหน้ายังไม่ระบุ; ปี 1971
หนังสือข้อมูลประวัติศาสตร์
  • คู่มือข้อมูล RCA CMOSรุ่น SSD-250C; 798 หน้า; ปี 1983
  • เอกสารข้อมูล RCA COS/MOS ; SSD-203C; 649 หน้า; ปี 1975
  • คู่มือข้อมูล CMOS ของ Motorola ; DL131; 560 หน้า; ปี 1988
  • คู่มือข้อมูล CMOS ระดับชาติ ; 930 หน้า; ปี 1981
  • ST HCC40xxx ตระกูลลอจิกทนรังสี ; 16 หน้า; 2020. (สำหรับงานที่ต้องการความน่าเชื่อถือสูงและงานด้านอวกาศ)
  • ทำความเข้าใจเกี่ยวกับไอซีลอจิกดิจิทัลซีรีส์ 4000 – นิตยสาร Nuts and Volts
  • รายการไอซีซีรีส์ 4000 อย่างละเอียด – Electronics Club
  • วงจรลอจิกและอนาล็อกซีรีส์ 4000 – Analog Devices
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=4000-series_integrated_circuits&oldid=1353654846#4017_decade_counter "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ วงจรรวมซีรีส์ 4000

ซีรี่ส์ 4000 เป็นตระกูล วงจรรวม (IC) ลอจิก CMOS ที่เปิดตัวครั้งแรกในปี 1968 โดยRCA [ 1 ] ค่อยๆ เปลี่ยนไปเป็นซีรี่ส์บัฟเฟอร์ 4000B หลังจากประมาณปี 1975 [ 2 ]...

ประวัติศาสตร์

ซีรีส์ 4000 เปิดตัวในชื่อ ซีรีส์ CD4000 COS/MOS ในปี 1968 โดย RCA [ 1 ] เป็นทางเลือกที่มีกำลังไฟต่ำกว่าและใช้งานได้หลากหลายกว่า ซีรีส์ 7400 ของ ชิป ตรรกะทรานซิสเตอร์-ทรานซิสเตอร์ (TTL) ฟังก์ชันตรรกะถูกนำไปใช้ด้วยเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์โลหะออกไซด์เสริม ( CMOS...

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบ

ซีรี่ส์ 4000 ช่วยให้ การออกแบบ วงจร ทำได้ง่ายขึ้นด้วยการใช้ พลังงาน ค่อนข้างต่ำ ช่วง แรงดัน ไฟฟ้าที่กว้างและ ความสามารถในการขับโหลด (fanout) ที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก เมื่อเทียบกับ TTL ทำให้ซีรี่ส์นี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในการสร้างต้นแบบ การออกแบบ LSI...

ชิปทั่วไป

CD4001B ในแพ็คเกจ DIP -14 ( เกต NOR แบบ 2 อินพุตสี่ตัว) แผนผังขาของ CD4001B: สีแดงคือสายไฟ สีเขียวคือสายอินพุต สีน้ำเงินคือสายเอาต์พุต แผนภาพการทำงานของ CD4001B (เกต NOR แบบ 2 อินพุตสี่ตัว) ประตูตรรกะ รองเท้าแตะ 4013 – ฟลิปฟลอปแบบ D คู่ แต่ละฟลิปฟลอปมีข้อมูล,...