2.8 Схемотехника интегральных логических элементов

На начальном этапе развития цифровой электроники было разработано большое количество всевозможных схемотехнических решений, реализующих основные логические операции. Однако широкое применение на практике получили толь­ко некоторые из них.

Эти элементы наилучшим образом сочетают ряд важных как для потребите­ля, так и для изготовителя характеристик.

В настоящее время при разработке интегральных схем (ИС) наибольшее рас­пространение получили следующие базовые логические элементы: диодно-транзисторная логика (ДТЛ); эмиттерно-связанная логика (ЭСЛ); интегрально-инжекционная логика (ИИЛ, или И²Л); логика на однотипных полевых транзисто­рах (n - МОП и р - МОП); логика на комплементарных полевых транзисторах (КМОП).

Первые три типа элементов используют биполярные транзисторы, последние два — полевые.

Распространение нескольких типов логики, выполняющих одни и те же логи­ческие функции, объясняется различием их основных характеристик, что в зави­симости от технических требований и условий эксплуатации позволяет строить электронные устройства с необходимыми параметрами.

Самыми распространенными на сегодняшний день являются ИС, реализую­щие ТТЛ и ее разновидности. Этот тип интегральных схем, судя по прогнозам специалистов, останется наиболее массовым и в ближайшем будущем.

Интегральные схемы данного типа обладают средним быстродействием (= 20-50 МГц) и средней потребляемой мощностью.

Интегральные схемы, реализующие ЭСЛ, являются наиболее быстродейству­ющими, но мощность, потребляемая этими элементами, превышает мощность элементов ТТЛ. Однако гибкость схемотехнических решений ЭСЛ позволяет до­статочно просто реализовать сложные логические функции.

Базовые элементы ИИЛ (И²Л) были разработаны специально для использо­вания в БИС. Их отличает высокая, недоступная для ТТЛ и ЭСЛ степень инте­грации, пониженное напряжение питания, простота согласования с элементами ТТЛ и возможность регулировать в широких пределах быстродействие путем изменения потребляемой мощности.

Особенностью интегральных схем, выполненных на полевых транзисторах, яв­ляется малая потребляемая мощность. Однако по быстродействию эти элементы пока уступают логике на биполярных транзисторах. Интегральные схемы на по­левых транзисторах также обладают высокой помехоустойчивостью. В сравне­нии с биполярными полевые транзисторы имеют меньшие размеры и проще в изготовлении, что позволяет разместить на единице площади кристалла больше элементов.

В соответствии с перечисленными особенностями область применения логи­ки на полевых транзисторах ограничивается функционально сложными устрой­ствами невысокого быстродействия и малого токопотребления. Прогнозы показы­вают, что по мере совершенствования технологии изготовления, направленной на повышение быстродействия, этот класс интегральных схем постепенно станет массовым. В первую очередь это касается интегральных схем КМОП.

ПАРАМЕТРЫ ЦИФРОВЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ

Логические и схемотехнические возможности базовых функциональных элемен­тов определяются совокупностью электрических и функциональных параметров, которые являются основными для микросхем. Основные параметры являются общими для всех существующих и возможных логических ИМС и позволяют сравнивать между собой микросхемы различных типов. К этими параметрам от­носятся:

• реализуемая логическая функция;

• быстродействие;

• коэффициент объединения по входу;

• коэффициент разветвления по выходу (нагрузочная способность);

• помехоустойчивость;

• потребляемая мощность;

• устойчивость против внешних воздействий;

• степень интеграции, надежность.

Быстродействие ИС определяется средним временем задержки (tзд) сигнала. Оно определяет время прохождения сигнала через одну микросхему в устройст­ве. При определении средней задержки в качестве границ временных интервалов обычно берут точки на фронтах, соответствующие половине перепада напряже­ния, или точки, соответствующие уровням 0,1 и 0,9 этого перепада (рисунок 9.1).

Если цепь состоит из N последовательно включенных однотипных логических ИМС, то время прохождения сигнала по цепи одной ИС:

(9.1)

тогда среднее время задержки определяется как tзд.ср = (tзд.вкл + tзд.выкл) / 2 и зави­сит от режима работы транзистора в микросхеме и потребляемой мощности.

Рисунок 9.1 – Схема прохождения сигнала через интегральную логическую схему

По среднему времени задержки ИС делятся на: сверхбыстродействующие, tзд.ср < 5нс; быстродействующие, 10 нс > tзд.ср > 5 нс; среднего быстродействия, 100 нс > tзд.ср > 10 нс; низкого быстродействия, tзд.ср > 100 нс. Схемы ТТЛ - типа относятся к схемам среднего быстродействия: 5 нс < tзд.ср < 50 нс. Наибольшее быстродействие имеют транзисторные логические схемы с эмиттерными связями (ЭСЛ): tзд.ср = 1-10 нс. Коэффициент объединения по входу т — это максимальное число входов, ко­торое может иметь логический элемент. С его увеличением расширяются воз­можности микросхемы за счет выполнения более сложных функций на одном типовом элементе. Увеличение коэффициента объединения по входу ухудшает другие параметры микросхемы: быстродействие, помехоустойчивость и нагру­зочную способность. Чаще всего он не превышает 8, что определяется ограничен­ным числом выводов ИС.

Для увеличения т в ИМС вводят специальную схему (логический расширитель), подключение которой к основному элементу позво­ляет увеличить его до 10 и более.

Коэффициент разветвления по выходу п (нагрузочная способность) определя­ется числом схем этой же серии, входы которых могут быть присоединены к вы­ходу данной схемы без нарушения ее работоспособности. Чем выше п, тем шире логические возможности микросхемы и тем меньше таких микросхем необходи­мо для построения сложного вычислительного устройства. Однако с увеличени­ем этого коэффициента ухудшаются помехоустойчивость и быстродействие.

Нагрузочная способность ИС в значительной степени определяется типом применяемого в них инвертора. Для простейшего инвертора, состоящего из од­ного транзистора, п = 2-4, для сложных — п = 10-20.

В схемах на основе МДП - транзисторов входы последующих схем в статиче­ском режиме практически не нагружают выходы предыдущих. Это дает возмож­ность получить очень большой коэффициент разветвления по выходу. Однако в динамическом режиме емкости присоединенных входов замедляют переход­ные процессы и увеличивают ток, потребляемый данной схемой.

Помехоустойчивость U_{n max} — это наибольшее значение напряжения на входе микросхемы, при котором еще не происходит изменение уровней выходного на­пряжения. Помехоустойчивость определяет работоспособность логического эле­мента при наличии различных помех, действующих на входе ИМС наряду с по­лезным сигналом. Помехи могут как возникать в самих логических схемах, так и наводиться от посторонних устройств.

Помехи бывают статические и динамические. Под статическими понимают помехи, длительность которых значительно превосходит длительность переход­ных процессов в логических элементах.

К импульсным (динамическим) помехам относятся кратковременные импуль­сы, длительность которых соизмерима с длительностью переходных процессов в логических элементах.

Статическая помехоустойчивость — это наименьшее постоянное напряже­ние, которое, будучи добавлено (при самом неблагоприятном сочетании обстоя­тельств) к полезному входному сигналу, смещает рабочую точку на передаточ­ной характеристике в область переключения, что вызывает ложное срабатывание по всей последующей цепи логических схем. Логическая ИМС в статическом ре­жиме может находиться в одном из двух состояний — открытом или закрытом. Поэтому различают помехоустойчивость закрытой схемы по отношению к отпи­рающим помехам и помехоустойчивость открытой схемы по отношению к запи­рающим.

Причиной появления статических помех в большинстве случаев является па­дение напряжения на проводниках, соединяющих микросхемы в устройстве. Наи­более опасные помехи возникают в шинах питания. Для исключения подобных ситуаций необходимо внимательно относиться к расположению проводников, подводящих напряжение питания, увеличивать по возможности их сечение.

По статической помехоустойчивости логические элементы условно можно раз­делить на элементы:

• с низкой помехоустойчивостью, U_{a ст} = 0,2-0,4 В;

• со средней помехоустойчивостью, U_{n ст} = 0,4-0,8 В;

• с высокой помехоустойчивостью, U_{a ст} > 0,8 В.

Импульсная помехоустойчивость всегда выше статической. Это вызвано тем, что при коротком импульсе помех паразитные емкости в логическом элементе не успевают перезарядиться до пороговых уровней переключения ИМС. Поэтому при одинаковой статической помехоустойчивости схемы с меньшим временем задержки сильнее подвержены действию импульсных помех.

Мощность, потребляемая микросхемой от источника питания, определяется выражением

(9.2)

где U_ипj — напряжение j-гo источника питания; Ij — ток в соответствующем вы­воде схемы.

Потребляемая схемой мощность в любой момент времени не является посто­янной, а зависит от логического состояния и типа логического элемента и изменя­ется при переключении схемы. Поэтому в качестве основного параметра исполь­зуют не мгновенное, а среднее значение мощности, потребляемой микросхемой за достаточно большой промежуток времени:

(9.3)

где Ро и Р₁ — мощности, потребляемые схемой в состоянии логического нуля и логической единицы.

Такое определение справедливо, когда мощность, потребляемая схемой во вре­мя переходных процессов, значительно меньше мощности, потребляемой в од­ном из статических состояний. В противном случае микросхема характеризуется еще и средним значением мощности, потребляемой при максимальной частоте переключения элемента.

По потребляемой мощности ИМС делятся на:

• мощные, 25 мВт  Р_ср  250 мВт (ЭСЛ - схемы);

• средней мощности, 3 мВт  Р_ср  25 мВт (ТТЛ - схемы);

• маломощные, 0,3 мВт < Р_ср < 3 мВт;

• микромощные, 1 мВт  Р_ср < 300 мкВт (КМДП - схемы);

• нановаттные, Р_ср < 1 мкВт (И²Л).

Потребляемая мощность зависит от напряжения источника питания Uип. При снижении Uип уменьшается потребляемая мощность, ухудшаются помехоустой­чивость, нагрузочная способность, а иногда и быстродействие. В связи с этим Uип выбирается с учетом требований, предъявляемых ко всем параметрам ИМС. Значение Uип должно соответствовать одному из значений стандартного ряда на­пряжений питания: 1,2; 1,6; 2,0; 2,4; 3,0; 4,0; 5,0; 6,3; 9,0 и 12,6 В. Для цифровых микросхем на биполярных транзисторах типовые значения Uип составляют 2-5 В, для схем на МДП - транзисторах — 5-9 В.

Помимо номинального значения Uип определяется допустимое отклонение питания п=Uип / Uип. Для цифровых устройств п = 0,05—0,1, так как при бо­лее низких значениях существенно повышаются требования к источникам пи­тания.

Цифровые ИМС, потребляющие большую мощность, характеризуются наи­большим быстродействием и применяются для создания быстродействующих вы­числительных устройств.

В устройствах, для которых быстродействие не является определяющим па­раметром, применяются мало- и микромощные схемы.

Для оценки мощности, потребляемой схемой во время переключения, исполь­зуется интегральный параметр, называемый энергией переключения. Он определя­ется как произведение потребляемой мощности Р_ср на время задержки _зд: Рср _зд. Работа, затрачиваемая на выполнение единичного переключения, и называется энергией переключения.

Снижение потребляемой мощности ИМС при сохранении высокого быстро­действия является одной из важных проблем микроэлектроники. В настоящее время наметились два пути снижения потребляемой мощности:

• создание логических элементов, работающих при минимально допустимых токах и

напряжениях;

• создание логических элементов, потребляющих энергию только при переклю­чениях и

практически не потребляющих ее в статических состояниях.

Надежность интегральных логических элементов определяет их способность выполнять заданные функции при сохранении эксплуатационных показателей в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой на­работки на отказ.

Надежность интегральных логических элементов характеризуется количест­вом отказов соединений между контактными площадками на кристалле и выво­дами корпуса в единицу времени.

Надежность ИМС в нормальных условиях эксплуатации значительно выше надежности аналогичных схем на дискретных элементах. Надежность ИМС силь­но зависит от температурных изменений электрических параметров транзисто­ров, диодов, резисторов, входящих в ИМС. Поэтому для ИМС всегда задается диапазон рабочих температур, в котором значения параметров не выходят за до­пустимые значения.

ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

Электронной логической схемой называют схему, в которой выходной электриче­ский сигнал связан с входным по законам алгебры логики.

Поскольку в алгебре логики переменные могут принимать только два значе­ния («О» и «1»), то все электрические сигналы в электронных логических схемах имеют только два резко отличающихся значения, одно из которых соответствует логическому пулю, а другое логической единице.

В простейшем случае электрическими сигналами цифры «О» и «1» могут быть представлены двумя способами: потенциальным и импульсным.

При потенциальных сигналах значениям «О» и «1» соответствуют разные уров­ни напряжения U^(о) и U⁽¹⁾ или тока I⁽⁰⁾ и I⁽¹⁾. Если за «1» принимают более высо­кий уровень напряжения (тока), говорят о положительной логике (рисунок 9.2, а),

если же за «1» принимают более низкий уровень напряжения (тока), говорят об отрицательной логике (рисунок 9.2, 6).

Приведем в качестве примера значения логических нуля и единицы для эле­ментов ТТЛ: U⁽⁰⁾ 0,4 В (в серии К155 0,1-0,2 В); U⁽¹⁾ > 2,4 В (в серии К155 3,2-3,5 В). При этом соответствующий уровень напряжения (тока) сохраняется в течение всего времени представления данной цифры. Если подряд следуют не­сколько одинаковых цифр, уровень напряжения (тока) сохраняется и в проме­жутках между ними (рисунок 9.2, в).

Рисунок 9.2 – Временные диаграммы, поясняющие принцип положительной (а) и отрицательной (б) логики

Логический перепад — это разность между уровнями «0» и «1». При импульсных сигналах цифры выражаются импульсами определенной (строго фиксированной) длительности. Например, наличие импульса соответст­вует «1», а его отсутствие — «0». В связи с тем, что наиболее прогрессивными с конструктивной точки зрения являются интегральные схемы, а по интегральной технологии невозможно из­готавливать трансформаторы и трудно — конденсаторы большой емкости, то выбирают такие сигналы, при воздействии которых нет необходимости в этих элементах. Ими являются потенциальные сигналы, поэтому в настоящее время наиболее распространены логические интегральные схемы, предназначенные для работы с потенциальными сигналами. Электронные логические схемы реализуются на различной элементной базе.

Так как в интегральной микроэлектронике наиболее технологичны резисторы, диоды, биполярные и полевые транзисторы, именно эти элементы используются в логических схемах, выпускаемых отечественной промышленностью.

Рассмотрим работу схем, выполняющих простейшие логические операции. В таблице 9.1 приведены основные логические функции, обозначения элементов и их схемы.

Таблица 9.1 – Основные логические функции, обозначения и схемы элементов

Элемент	Обозначение	Выполняемая функция и схема
НЕ	ЛН
И	ЛИ
И – НЕ	ЛА
ИЛИ	ЛЛ
ИЛИ – НЕ	ЛЕ
И – ИЛИ	ЛС
И – ИЛИ - НЕ	ЛР

ОПЕРАЦИЯ НЕ

Для реализации логической операции НЕ (инверсии) требуется инвертор, в ка­честве которого используется обычный транзисторный ключ (рисунок 9.3).

Рисунок 9.3 – Логическая операция НЕ: а – реализация; б – временные диаграммы, поясняющие работу схемы; в – условно – графическое обозначение; г – таблица истинности

В отсутствие входного сигнала (на входе «О») транзистор закрыт, падение на­пряжения на резисторе Rк практически равно нулю, а напряжение на выходе равно Ек, то есть Uвых = U(1) (на выходе имеем «1»). При подведении положительного напряжения ко входу инвертора транзистор открывается и его выходное напряжение (при насыщении) становится равным нулю, Ugux = U(0) (на выходе «О»), то есть ключ преобразует «О» в «1» и наоборот, что соответствует логической операции НЕ.

ОПЕРАЦИЯ ИЛИ

Рисунок 9.4 – Логическая операция ИЛИ: а – реализация; б – временные диаграммы, поясняющие работу схемы; в – условно – графическое обозначение; г – таблица истинности

Для реализации логической операции ИЛИ (логическая сумма событий, дизъ­юнкция) можно использовать диодно-резисторную схему (рисунок 9.4). В отсутствие входных сигналов (на входах Х1, Х2 – «0») оба диода закрыты и выходное напряжение равно нулю (на выходе «О»). При подведении сигнала к любому входу через нагрузку R пойдет ток, а на выходе появится напряжение (на выходе «1»). Следовательно, если хотя бы на один вход будет подан сигнал, то и на выходе также появится сигнал. Работа схе­мы соответствует операции ИЛИ.

ОПЕРАЦИЯ И

Один из вариантов схемы, реализующий логическую операцию И (логическое произведение, конъюнкция) для двух входов показан на рисунке 9.5, а. Схема со­здает импульс на выходе только при совпадении входных импульсов во времени.

Она может быть построена и на большее количество входов, но всегда имеет только один выход Y.

Рисунок 9.5 – Логическая операция И: а – реализация; б – временные диаграммы, поясняющие работу схемы; в – условно – графическое обозначение; г – таблица истинности

При отсутствии входных сигналов оба диода открыты, падение напряжения на резисторах R{ и R2 будет мало и UВЫХ  0 (на выходе «О»). При подаче сигнала на один из входов (Хх = «1» или Х2 = «1») положение не изменится: напряжение UВЬ1Х по-прежнему останется равным нулю (на выходе «О»). Только при одновременной подаче сигналов на входы (X1 = «1» и Х2 = «1») оба диода закроются и напряжение Uвых окажется примерно равным Е (на вы­ходе «1»). Работа схемы соответствует логической операции И. Если число входов схе­мы И достаточно велико, то напряжение Uвых изменится в зависимости от числа сигналов, поданных на входы. Следовательно, на выходе будет некоторое Uвых, называемое помехой.

Для устранения помехи на выходе схемы И вводят гасящий диод VD₃. При наличии диода VD₃, когда одновременно на всех входах нет сигна­лов, Uвых < Е₃, диод VD₃ открывается и £/_вых = Е₃. Это равенство будет иметь ме­сто при подаче любого числа сигналов на входы, кроме случая, когда имеются сигналы на всех входах и Uвых = Е.

ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ДИОДНО-ТРАНЗИСТОРНОЙ ЛОГИКИ

В каждой серии интегральных схем имеется базовый элемент, выполняющий основную логическую операцию, и ряд дополнительных элементов. Так как допол­нительные элементы играют вспомогательную роль, для анализа работы опреде­ленной серии достаточно рассмотреть лишь базовый элемент.

Принципиальная схема базового логического элемента диодно-транзистор­ной логики (ДТЛ), реализующая операцию И-НЕ, показанная на рисунке 9.6, а представляет собой сочетание диодной схемой И (VD₁, VD₂, VD₃, R₀, источник +Ео) и транзисторного инвертора.

Связь входной схемы И с инвертором осуществляется с помощью VJ3₄ и VD₅, на которых создается напряжение смещения U_см.

		При наличии положительного потенциала на всех входах (на входах И толь­ко «1») диоды VD1 - VD3 оказываются закрытыми, а потенциал в точке М — высо­ким. За счет высокого потенциала точки М транзистор VT открывается и входит в режим насыщения. При этом потенциал коллектора транзистора приближается к нулю. На выходе схемы получаем «О». Если хотя бы на одном входе имеется нулевой потенциал (логический нуль), один из диодов VD1 –VD3 оказывается открытым и потенциал в точке М будет низким, следовательно, транзистор закрыт (на выходе схемы логическая единица).
	Рисунок 9.6 – Принципиальная схема логического элемента диодно – транзисторной логики, реализующая операцию И – НЕ: а – с простым инвертором; б – со сложным инвертором; в – таблица истинности

Диоды VD_A и VD₅ играют вспомогательную роль. Падение напряжения на диодах (U_CM) остается практически постоянным, поэтому напряжение смещения транзистора также оказывается постоянным (не зависит от числа открытых дио­дов VD₁ -VD₃).

Приведенная схема простейшего ДТЛ - элемента обладает существенным не­достатком: его сопротивление R_Bblx при логической единице на выходе оказыва­ется достаточно большим, а это создает определенные трудности при подключе­нии нагрузки. Для устранения этого недостатка используют сложный инвертор (рисунок 9.6, б). Введение транзисторов VT₂ и VT₃, по существу, увеличивает выход­ную мощность Р_вых ДТЛ - элемента и приводит к тому, что выходное сопротивле­ние R_BUX схемы оказывается малым как при логической единице, так и при логи­ческом нуле на выходе схемы.

ВЫВОДЫ:

1. В интегральной микроэлектронике наиболее технологичны резисторы, диоды, биполярные и полевые транзисторы, поэтому именно эти элементы исполь­зуются в логических схемах, выпускаемых отечественной промышленностью.

2. Для надежной работы цифровых интегральных схем необходимо, чтобы все составляющие элементные блоки были совместимы по уровням входного и выходного напряжений, а также могли обеспечить требуемые значения нагру­зочной способности, формирующих свойств и помехоустойчивости.

3. Недостаток схемы простейшего ДТЛ - элемента (большое выходное сопротив­ление при логической единице) устраняется применением сложного инверто­ра (введением транзисторов VT₂ и VT₃).

ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ТРАНЗИСТОРНО-ТРАНЗИСТОРНОЙ ЛОГИКИ

Рисунок 9.7 – Схема базового элемента ТТЛ, реализующая операцию И – НЕ: а – с простым инвертором; б – со сложным инвертором

Разработка технологии изготовления многоэмиттерного транзистора привела к со­зданию транзисторно-транзисторных логических (ТТЛ) схем. Простейшая схема базового элемента ТТЛ, реализующая операцию И-НЕ, показана на рисунке 9.7, а. Она аналогична схеме ДТЛ - элемента. В ТТЛ - элементе роль входных диодов играют эмиттерные переходы, а роль диода смещения — коллекторный переход транзистора VТ1. Транзистор VT2 вместе с резистором RK представляют собой инвертор. Как видно из схемы на рисунке 9.7, а, необходимости в резисторе RE нет.

Кроме того, многоэмиттерный транзистор VT_t занимает на кристалле меньше места, чем дио­ды в ДТЛ - элементе, поэтому ТТЛ - элементы более удобны в интегральных схемах.

Рассмотрим принцип действия схемы (рисунок 9.7, б), реализующей логическую операцию И-НЕ ТТЛ (штрих Шеффера). Транзисторы VT_b VT₂ — схема И-НЕ, а транзисторы VT₃, VT₄ — неинвертирующий выходной каскад, предназначенный для усиления мощности выходного сигнала.

1. Пусть на входы Х_ь Х₂, Х₃ поступает напряжение, равное напряжению логиче­ской единицы. Все эмиттерные переходы транзистора VT₁, смещены в обратном направлении и не пропускают ток. Коллекторный переход транзистора VT₁ включен прямо.

Через резистор R_o и коллекторный переход VT₁ от источника питания +Е_К в базу транзистора VT₂ поступает ток, достаточный для насыщения тран­зистора (напряжение на коллекторе транзистора VT₂ близко к нулю). Имеет место «О».

Итак, при «О» на коллекторе VT₂, который находится в открытом состоянии (режим насыщения), часть его эмиттерного тока втекает в базу транзистора VT₄ и насыщает его, то есть транзистор VT₄ открыт, а транзистор VT₃ закрыт, так как на коллекторе транзистора VT₂ уровень напряжения соответствует напря­жению логического нуля.

Таким образом, на выходе логического элемента получаем сигнал с уров­нем логического нуля, поскольку на открытом транзисторе VT4 имеется ма­лое падение напряжения.

2. Подадим на один из входов Х₁, Х₂, Х₃ напряжение, равное напряжению логи­ческого нуля. Один из эмиттерных переходов VTI сместится в прямом на­правлении. Ток от источника питания +Е_К через резистор R_o устремится во входную цепь, обладающую меньшим сопротивлением, чем входное сопротив­ление транзистора VT₂.

В результате ток базы транзистора VT₂ будет стремиться к нулю, следо­вательно, транзистор VT₂ закрывается, а на его коллекторе устанавливает­ся высокий потенциал напряжения, близкий к потенциалу источника пита­ния +Е_К («1»).

Такое состояние транзистора VT₂ (на коллекторе транзистора VT₂ уро­вень «1», он заперт) является причиной прекращения поступления тока базы в транзистор VT₄, и он тоже запирается. Высокое напряжение на коллекторе транзистора VT₂ вызывает насыщение транзистора VT₃. В результате на выхо­де логического элемента появляется «1».

Первым разработчиком ИМС по технологии ТТЛ является фирма Texas Instruments, выпустившая ИМС серии SN74.

Основные серии и параметры логических ИМС ТТЛ приведены в таблице 9.2 и 9.3. По сочетанию параметров наибольшее распространение получили ИМС серии SN74LS (аналог отечественной серии 555). ИМС этой серии работают при напряжении питания +5 В ±5 %.

Обозначения:

• L (low) — маломощная серия;

• Н (high) — быстродействующая серия;

• LS (low, Shottky) — маломощная с диодами Шоттки;

• ALS — усовершенствованная с диодами Шоттки;

• F (fast) — сверхбыстродействующая;

• S (Shottky) — с диодами Шоттки.

Таблица 9.2 – Серии логических ИМС ТТЛ

Серия	Аналог	Серия	Аналог
SN74	155	SN54	133
SN74L	158	SN54L	136
SN74H	131	SN54H	130
SN74LS	555	SN54LS	533
SN74S	531	SN54S	530
SN74ALS	КР1533	SN54ALS	1533
SN74F	КР1531	SN54F	1531

Таблица 13.3. Основные параметры ИМС ТТЛ

Серия ИМС	Потребляемая мощность, мВт	Задержка распространения, НС	Максимальная частота, МГц	Коэффициент разветвления
74	10	10,0	35	10
74L	1	33,0	3	10
74Н	22	6,0	50	10
74LS	2	9,5	45	20
74S	19	3,0	125	10
74ALS	1	4,0	50	40
74F	4	2,0	130	33