74系列集成电路的分类及区别.docx

74系列集成电路的分类及区别74系列集成电路大致可分为6大类： 74（标准型）； 74LS（低功耗肖特基）； 74S（肖特基）； 74ALS（先进低功耗肖特基）； 74AS（先进肖特基）； 74F（高速）。 HC为COMS工作电平； HCT为TTL工作电平，可与74LS系列互换使用； HCU适用于无缓冲级的CMOS电路。 这9种74系列产品，只要后边的标号相同，其逻辑功能和管脚排列就相同。根据不同的条件和要求可选择不同类型的74系列产品，比如电路的供电电压为3V就应选择74HC系列的产品。 补充: 74 系列 这是早期的产品，现仍在使用，但正逐渐被淘汰。 274H 系列 这是74 系列的改进型，属于高速TTL产品。其“与非门”的平均传输时间达10ns左右， 但电路的静态功耗较大，目前该系列产品使用越来越少，逐渐被淘汰。 374S 系列 这是TTL的高速型肖特基系列。在该系列中，采用了抗饱和肖特基二极管，速度较高，但品 种较少。 474LS 系列 这是当前TTL类型中的主要产品系列。品种和生产厂家都非常多。性能价格比比较高，目前 在中小规模电路中应用非常普遍。 574ALS 系列 这是“先进的低功耗肖特基”系列。属于74LS 系列的后继产品，速度（典型值为 4ns）、功耗（典型值为1mW）等方面都有较大的改进，但价格比较高。 674AS 系列 这是74S 系列的后继产品，尤其速度（典型值为1.5ns）有显著的提高，又称“先进超高 速肖特基”系列。 774HC 系列 54/74HC 系列是高速CMOS标准逻辑电路系列，具有与74LS 系列同等的工作度和CMOS 集成电路固有的低功耗及电源电压范围宽等特点。74HCxxx是74LSxxx同序号的翻版，型号最 后几位数字相同，表示电路的逻辑功能、管脚排列完全兼容，为用74HC替代74LS提供了方便。 74AC 系列 该系列又称“先进的CMOS集成电路”，54/74AC 系列具有与74AS系列等同的工作速度和与 CMOS集成电路固有的低功耗及电源电压范围宽等特点。 ACT 高性能CMOS逻辑门系列(输入TTL兼容 具缓冲功能) AC 高性能CMOS逻辑门系列(具缓冲功能) ALS 高性能低功耗逻辑门系列(TTL兼容 具缓冲功能) AS 高性能逻辑门系列(TTL兼容 具缓冲功能) C CMOS逻辑门系列 FCT 高速CMOS逻辑门系列 F 高速逻辑门系列(TTL兼容) HC-4XX 高速COMS逻辑门系列(TTL兼容) HCT-4XX 高速COMS逻辑门系列(TTL兼容) HCT 高速COMS逻辑门系列(TTL兼容) HC 采用CMOS接口器的逻辑门系列 LS 低功耗逻辑门系列(TTL兼容) S 高速逻辑门系列(TTL兼容) VHCT (TTL兼容 有TTL接口器) 这是数字逻辑电路的两种制作工艺。CMOSComplementary Metal Oxide Semiconductor指互补金属氧化物(PMOS管和NMOS管)共同构成的互补型MOS集成电路制造工艺，它的特点是低功耗。由于CMOS中一对MOS组成的门电路在瞬间看，要么PMOS导通，要么NMOS导通，要么都截至，比线性的三极管(BJT)效率要高得多，因此功耗很低。TTL(逻辑门电路)全称Transistor-Transistor Logic,即BJT-BJT逻辑门电路，是数字电子技术中常用的一种逻辑门电路，应用较早，技术已比较成熟。TTL主要有BJT（Bipolar Junction Transistor 即双极结型晶体管，晶体三极管）和电阻构成，具有速度快的特点。最早的TTL门电路是74系列，后来出现了74H系列，74L系列，74LS,74AS,74ALS等系列。但是由于TTL功耗大等缺点，正逐渐被CMOS电路取代。 TTL：双极型器件，一般电源电压 5V，速度快（数ns），功耗大（mA级），负载力大，不用端多数不用处理。CMOS：单级器件，一般电源电压 15V，速度慢（几百ns），功耗低，省电（uA级），负载力小，不用端必须处理。CMOS 和 TTL 电平的主要区别在于输入转换电平。CMOS：它的转换电平是电源电压的 1/2，因为 CMOS 的输入时互补的，保证了转换电平是电源电压的 1/2。TTL：由于它的输入多射击晶体管的结构，决定了转换电平是 2 倍的 PN 结正向压降，大约为 1.4V。TTL 电源只有 5V的，而且输入电流的方向是向外的！CMOS 电路应用最广，具有输入阻抗高、扇出能力强、电源电压宽、静态功耗低、抗干扰能力强、温度稳定性好等特点，但多数工作速度低于 TTL 电路。如果是 TTL 驱动 CMOS，要考虑电平的接口。TTL 可直接驱动 74HCT 型的 CMOS，其余必须考虑逻辑电平的转换问题。如果是 CMOS 驱动 TTL，要考虑驱动电流不能太低。74HC/74HCT 型 CMOS 可直接驱动 74/74LS 型 TTL，除此需要电平转换。由于 CMOS 的输入阻抗都比较大，一般比较容易捕捉到干扰脉冲，所以 NC 的脚尽量要接个上拉电阻，而且 CMOS 具有电流闩锁效应，容易烧掉 IC，所以输入端的电流尽量不要太大，最好加限流电阻。 随着集成电路技术和工艺飞速发展，TTL74LS00系列和CMOS4000系列作为逻辑控制电路比较完善，在自动控制、家用电器制造、计算机应用、无线电通信、机电一体化工程领域获得了广泛的应用。对于电子工程技术人员，有必要了解这类集成电路的特性及功能，甚至需要获得其详细的技术手册，以满足工作的需求。我们在这里对这类常用的集成电路进行了汇编，并对其主要的功能框图或真值表进行了介绍，以方便大家查阅。 TTL电路的一般特性电源电压各类TTL电路电源电压范围军用级 (-55+125)工业品级 (-4085)民用级 (070)4.55.5V4.755.25V4.755.25V工作速度 SN54/74为标准系列，SN54H/74H为高速系列，SN54S/74S为肖特基(Schottky)系列，SN54LS/74LS为低功耗肖特基系列。 各类TTL电路工作速度SN54/74SN54H/74HSN54S /74SSN54LS /74LS平均传输延迟时间(ns)10639.5平均功耗/每门(mW)1022192最高工作频率(MHz)355512545各类TTL电路输入特性 各类TTL电路噪声容限低电平噪声容限 (mV)低电平噪声容限 (mV)74系列40040074H系列40040074S系列30070074LS系列300700 TTL电路输入电流与驱动能力 各类TTL电路驱动能力系列输入低电平 电流(mA)输入高电平 电流(uA)输出低电平 电流(mA)输出高电平 电流(uA)输出低电平状态扇出数 /输出高电平状态扇出数7474H74S74LS74-1.64016-40010/108/88/844/2074H-25020-50012.5/12.510/1010/1055/2574S-25020-100012.5/12.510/2010/2055/5074LS-0.42084005/44/84/820/20TTL电路的输出特性 门电路的高低电平输出特性如下图，对于图腾柱输出结构，由于输出状态改变时，两个输出推动管可能会产生同时导通的现象，继而会出现脉冲尖峰，为克服这个问题，一般可在数个门电路中接上一个0.010.1的小电容，以消减尖峰脉冲。电容的取值与越小越好为原则，电容量太大，会对其工作速度构成影响。 各类TTL电路逻辑电平范围最大逻辑低电平 输入电压（V）最小逻辑低电平 输入电压（V）最大逻辑低电平 输出电压（V）最小逻辑低电平 输出电压（V）74系列0.82.00.42.474H系列0.82.00.42.474S系列0.82.00.52.774LS系列0.82.00.52.7各类TTL电路极限参数 各类TTL电路极限参数电源电压 （V）输入电压 （V）输入电流 （mA）存储温度 （）环境温度 （）军用级工业品级民用级7-0.55.5-3.05-65+150-55+125-4085070CMOS电路的一般特性 电源电压CMOS4000系列集成电路的工作电压范围为318V，国产的COO0系列集成电路的工作电压为715V。静态电流CMOS4000系列不同工作环境下的静态电流类型工作电压静态电流-55-40+25+85+125门电路 反相器50.250.250.257.57.5100.50.50.5151515111303020555150150触发器 缓冲器驱动器组合门511130301022260601544412012020202020600600中规模 器件555515015010101010300300152020206006002010010010030003000CMOS4000输入电压特性 CMOS最小逻辑“1”的输入电平为70%电源电压，最大逻辑“0”的输入电平为30%的电源电压，采用较高的电源电压可以提高噪声容限。CMOS的转移特性在-55125范围内受温度的影响很小。带缓冲级的CMOS门电路的转移特性至少是由三级转移特性想乘的结果，因此，转换区域很窄，形状接近理想矩形，并且不随输入端数而变化，噪声容限保证值达30%电源电压以上，典型转移特性如图1所示，不带缓冲输出门电路噪声容限保证值达20%电源电压，典型转移特性如图2所示。 CMOS4000输出特性 CMOS系列集成电路的输出特性与温度有关，特别是在电源电压大于10V时比较明显，输出电流与电源电压的关系如图3所示。当温度为25以上时，输出驱动电流按-0.3%/的负温度系数下降。CMOS输出拉电流与电源电压的关系如图4。 CMOS4000带缓冲反相器输出特性参数参数名称测试条件参数单位输出电压(V)输入电压(V)电源电压(V)最大值最小值输出低电平电流0.4 0.51.50/5 0/100/155 10150.51 1.33.4mA输出高电平电流4.6 9.513.50/5 0/100/155 1015-0.51 -1.3-3.4mA输出低电平电压0/5 0/100/155 10150.05 0.050.05V输出高电平电压0/5 0/100/155 10154.95 9.9514.95V输出状态 转换时间CL=50pF RL=200k5 1015200 10080nS CMOS4000极限参数 CMOS4000极限参数参数名称极限值最大直流电源电压 最大输入电压最小输入电压+18V 电源电压+0.5V-0.5V最大允许功耗陶瓷扁平封装(14,16引脚) (环境温度=-55100)200mW陶瓷双列直插封装(14,16引脚) (环境温度=-55100)(环境温度=100125)500mW200mW塑料双列直插封装(14,16,24引脚) (环境温度=-5560)(环境温度=6085)500mW200mW工作温度范围陶瓷扁平封装 陶瓷双列直插封装塑料双列直插封装-55100 155125-4085存储温度-65150CMOS4000工作速度 典型的CMOS门电路传输延迟时间分别小于300nS(VDD=5V),150nS(VDD=10V),110nS(VDD=15V),测试时输出端接120上拉电阻，输出状态从一种逻辑状态转换