4000-serien är en integrerad krets baserad på CMOS introducerad 1968 av RCA och används fortfarande.[1] Den migrerades långsamt in i den 4000B buffrade serien efter omkring 1975.[2] Den använde mindre med energi än andra lösningar 1968 och kan arbeta med matningsspänningar mellan 2 och 15 volt men är relativt långsam.
Historik
4000-serien introducerades som CD4000 COS/MOS-serien 1968 av RCA[1] som ett lågeffekt- och mer mångsidigt alternativ till 7400-serien av transistor-transistorlogik (TTL) chips. Logikfunktionerna implementerades med den nyligen introducerade CMOS-tekniken (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor). Medan den ursprungligen marknadsfördes med "COS/MOS"-märkning av RCA (som stod för Complementary Symmetry Metal-Oxide Semiconductor), framträdde den kortare CMOS-terminologin som branschens preferens för att presentera tekniken.[3] De första markerna i serien designades av en grupp ledd av Albert Medwin.[4]
En bred användning hindrades initialt av de jämförelsevis lägre hastigheterna för konstruktionen jämfört med TTL-baserade former. Hastighetsbegränsningar övervanns så småningom med nyare tillverkningsmetoder (som självjusterade grindar av polykisel istället för metall). Dessa CMOS-varianter presterade i paritet med samtida TTL. Serien utökades i slutet av 1970- och 1980-talet med nya modeller som fick 45xx och 45xxx beteckningar, men som vanligtvis fortfarande betraktas av ingenjörer som en del av 4000-serien. På 1990-talet överförde vissa tillverkare (till exempel Texas Instruments) 4000-serien till nyare HCMOS -baserade konstruktioner för att ge högre hastigheter.
Konstruktionsöverväganden
4000-serien möjliggör enklare kretsutformning genom relativt låg strömförbrukning, ett brett utbud av matningsspänningar och kraftigt ökad lastdrivningsförmåga (fanout) jämfört med TTL. Detta gör serien idealisk för användning vid prototypframställning av LSI-konstruktioner. Även om TTL IC:er är på liknande sätt modulära, saknar dessa vanligtvis den symmetriska drivstyrkan hos CMOS och kan därför kräva mer hänsyn till de belastningar som appliceras på dess utgångar. Precis som med TTL kan buffrade modeller driva högre elektrisk ström (främst tillgänglig för I/O-enheter som oktala spärrar och trelägesdrivrutiner) men har en något högre risk för att introducera ringning (transienta svängningar) om de inte dämpas eller avslutas korrekt.[5][6] Många modeller innehåller en hög integrationsnivå, inklusive fullt integrerade 7-segmentsdisplayräknare, gåringräknare och fulladderare.
Vanliga chips
Se även
Referenser
- Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia, 4000-series integrated circuits, 3 december 2024.
Noter
- ^ [a b] ”1963: Complementary MOS Circuit Configuration is Invented”. Computer History Museum. Arkiverad från originalet den July 23, 2019. https://web.archive.org/web/20190723142758/https://www.computerhistory.org/siliconengine/complementary-mos-circuit-configuration-is-invented/.
- ^ Marston, Ray (October 2006). ”Understanding Digital Logic ICs - Part 4”. Understanding Digital Logic ICs - Part 4. Nuts and Volts. https://www.nutsvolts.com/magazine/article/understanding_digital_logic_ics_part_4.
- ^ ”Wright, Maury. Milestones That Mattered: CMOS pioneer developed a precursor to the processor EDN, 6/22/2006”. Wright, Maury. Milestones That Mattered: CMOS pioneer developed a precursor to the processor EDN, 6/22/2006. http://www.edn.com/article/CA6343247.html.
- ^ R. Jacob Baker (2010). CMOS: Circuit Design, Layout, and Simulation (3rd). John Wiley & Sons. sid. 7. ISBN 978-1-118-03823-9
- ^ Understanding Buffered and Unbuffered CD4xxxB Series Device Characteristics. Texas Instruments
- ^ Lancaster, Don. CMOS Cookbook, ISBN 0-672-21398-2
Vidare läsning
Tidskrifter
- New low-voltage COS/MOS IC's (CD4000A); RCA Engineer; Vol 17 No 1; June 1971 to July 1971; Pages 40–45.
- 15 articles about COS/MOS IC's; RCA Engineer; Vol 18 No 4; December 1972 to January 1973.
Böcker
- CMOS Cookbook; 4th Ed; Don Lancaster, Howard Berlin; Elsevier; 512 pages; 2019; ISBN 978-0672213984. (archive)
- CMOS Sourcebook; 1st Ed; Newton Braga; Prompt Press; 390 pages; 2001; ISBN 978-0790612348.
- Understanding CMOS Integrated Circuits; 2nd Ed; Roger Melen and Harry Garland; Sams Publishing; 144 pages; 1979; ISBN 978-0672215988. (archive)
- Second Book of CMOS IC Projects; 1st Ed; R.A. Penfold; Bernard Babani Publishing; 127 pages; 1979; ISBN 978-0900162787. (archive)
- 50 CMOS IC Projects; 1st Ed; R.A. Penfold; Bernards Publishing; 112 pages; 1977; ISBN 978-0900162640. (archive)
Historiska dokument
- Signetics HE4000B Family Specifications; IC04; 13 pages; 1995.
- RCA COS/MOS IC Manual; CMS-272; 170 pages; 1979.
- RCA COS/MOS IC Manual; CMS-270; TBD pages; 1971.
Historiska databöcker
- RCA CMOS Databook; SSD-250C; 798 pages; 1983.
- RCA COS/MOS Databook; SSD-203C; 649 pages; 1975.
- Motorola CMOS Databook; DL131; 560 pages; 1988.
- National CMOS Databook; 930 pages; 1981.
- ST HCC40xxx Rad-Hard Logic Family; 16 pages; 2020. (for high-reliability and space applications)
Externa länkar
Wikimedia Commons har media som rör 4000-serien.- Understanding 4000-series digital logic ICs – Nuts and Volts magazine
- Thorough list of 4000-series ICs – Electronics Club
- 4000-series logic and analog circuitry – Analog Devices
|