74LS00: İşlevler, uygulamalar, özellikler ve veri sayfası

En temsili entegre devrelerden biri olarak74LS Serisi, 74LS00, dört kanallı 2 girişli NAND kapılarının temel tasarımı ile dijital elektronik alanda temel bir bileşen haline gelmiştir. Bu makale bu klasik çipi kapsamlı bir şekilde analiz edecek.

74LS00+Bomba

74LS00 Overveiw

74LS00, yaygın olarak kullanılan bir TTL (transistör-transistör mantığı) entegre devreDörtlü 2 girişli NAND kapısı olarak işlev görür. Bu, her biri iki giriş pimi ve bir çıkış pimi olan dört bağımsız NAND kapısı içerdiği anlamına gelir. 74LS00'deki her NAND kapısı "NAND" Mantıksal İşlemi gerçekleştirir: Çıktı Düşüktür (Mantık 0)Yalnızca her iki girişi yüksek olduğunda (Mantık 1); Diğer tüm durumlarda (en az bir giriş düşük olduğunda), çıkış yüksektir (mantık 1). Temel bir mantık yapı taşı olarak, sayaçlar, parmak arası terlikler ve kodlayıcılar gibi daha karmaşık dijital devreler oluşturmak, çeşitli dijital sistemlerde, endüstriyel kontrollerde ve elektronik cihazlarda uygulamalar bulmak için gereklidir.

74LS00 Pinouts

74LS00 Özellikleri

74LS00 Özellikleri

Klasik bir düşük güçlü Schottky TTL mantık çipi olarak, 74LS00Performans, güvenilirlik ve esnekliği entegre eder. İşte temel teknik özelliklerinin sistematik bir özeti:

Dört bağımsız kanal tasarımı:Her biri bağımsız olarak işleyebilen dört tamamen bağımsız 2 girişli NAND kapısını entegre ederek dört kanallı mantık fonksiyonlarının (mantık işlemleri, sinyal tamponlama gibi) eşzamanlı olarak uygulanmasını destekler.
Standart pim uyumluluğu:TTL standartlarına uygun bir pim düzeni (örneğin, pim 14'e, pim 7'ye 7'ye bağlı VCC) ve diğer TTL yongalarıyla doğrudan basamakları kolaylaştıran 14 pimli çift sıralı paket (DIP) veya yüzey montaj (SOIC/SOP) ambalajını benimser.
Push-Pull çıktı yapısı:Çıkış aşaması, güçlü sürüş yeteneği sağlayan, yüksek seviyeler (VOH ≥ 2.4V) ve LED'ler ve röleler gibi yükler için doğrudan sürüş için uygun büyük akımlar (maksimum IOL) batırma yapabilen, güçlü bir sürüş özelliği sağlayan bir itme-pull tasarımı kullanır.

Geniş Güç Kaynağı Voltaj Aralığı:Tipik çalışma voltajı 5V'dir, izin verilen 4.75-5.25V'lik bir dalgalanma aralığı ve 7V sınır değeri, farklı güç kaynağı ortamlarına uyum sağlar.
TTL seviye uyumluluğu:Yüksek seviyeli eşik (VIH) ≥ 2V, düşük seviyeli eşik (VIL) ≤ 0.8V, kesinlikle TTL standartlarını takip eder; Ayrıca 3.3V veya 2.5V mantık sinyallerine doğrudan erişimi destekler (harici seviye dönüşüm gerekli).
Orta hızlı mantık performansı:Tipik yayılma gecikmesi (TPD), maksimum 35Mbps veri hızı ile 9-10N'dir, hız ve güç tüketimini dengelemek, çoğu orta hızlı dijital devre senaryosu için uygundur.
Düşük Güç Tasarım:Statik güç tüketimi sadece 9MW'dir (tipik değer), önceki 74 serisi yongalardan çok daha düşüktür (örneğin, 7400 40MW'dir), uzun süreli cihazlar için uygundur.

Yüksek lavabo akım özelliği:Maksimum düşük seviyeli çıkış akımı (IOL), ek tamponlar olmadan doğrudan 10 LS-TTL yükünü veya küçük çevre birimlerini (LED dizileri gibi) kullanabilen 8mA'dır.
Push-Pull çıktısının avantajları:Çıkış aşaması, seviyeyi hızlı bir şekilde yukarı çekebilen (VOH ≥ 2.4V) ve akımı verimli bir şekilde batabilen bir itme-pull yapısını benimser, özellikle de kapasitif yükleri sürmek için uygun olan sinyal bozulma riskini azaltır.

ESD Koruması:3,5 kV insan-cisim model elektrostatik şoklara dayanabilen, uzun süreli kullanım stabilitesini artırabilen yerleşik elektrostatik deşarj (ESD) koruma devresi.
Karşıtı Anti Yetenek:Giriş, yüksek gürültü kenar boşlukları (yüksek seviyeli gürültü marjı ≥ 0.4V, düşük seviyeli VNL ≥ 0.4V) ile bir Schmitt tetik yapısı benimser ve sinyal parazitini etkili bir şekilde bastırır.
Giriş Koruma Mekanizması:Kullanılmayan giriş pimlerinin, 1KΩ direnç yoluyla VCC'ye çekilmesi veya yüzerden kaynaklanan yanlış tetiklemeyi önlemek için doğrudan topraklanması ve mantıksal stabilite sağlanması önerilir.

Ticari Sınıf (74LS00):Çalışma sıcaklığı aralığı 0-70 ° C'dir, tüketici elektroniği ve endüstriyel kontrol gibi geleneksel senaryolar için uygundur.
Askeri Sınıf (54LS00):-55-125 ° C'ye kadar uzanarak, havacılık ve araca monte edilmiş uygulamalar gibi aşırı ortamların ihtiyaçlarını karşıladı.
Depolama İstikrarı:Depolama sıcaklığı aralığı -65-150 ° C'dir ve uzun süreli depolama sırasında performans üzerinde hiçbir etkisi yoktur.

74LS00 Uygulaması

Temel Mantık İşlemleri:Kombinasyonel mantık devrelerinde, sadece basit "NAND" kararları için kullanılmaz ("iki koşul aynı anda karşılanmadığında tetikleme eylemleri" gibi), aynı zamanda sinyal inversiyonu için temel bir birim olarak da hizmet eder. Örneğin, okuma ve yazma talimatları arasında geçiş yapmak için veri veri yollarındaki kontrol sinyallerinde mantıksal ters çevirme gerçekleştirir.
Evrensel Kapı Dönüşümü:De Morgan'ın yasalarıyla, iki giriş kısaltması doğrudan bir kapı olarak işlev görebilir (tek giriş inversiyonu); bir kapıyı bir NAND geçidi ile birleştirmek bir ve kapı (NAND'ın ters çevrici özelliğini ortadan kaldırır); Bir NAND kapısına bağlanmadan önce girişleri geçmeden geçme, bir OR GATE ile sonuçlanır. Bu esneklik, devre tasarım karmaşıklığını azaltarak birden fazla özel kapı yongasının yerini almasını sağlar.
Depolama ve Sıralı Devreler:Çapraz bağlanan iki NAND kapısı ile oluşturulan SR parmak arası terlikler, "set-reset" işlevlerini (düğmelerle tetiklenen durum kilitleme gibi) uygulayabilir; D flip-floplarına genişletildiğinde, verileri saat sinyal kontrolü altında senkronize olarak depolayabilir, kayıtların, kaydırma kayıtlarının ve sayaçların çekirdek bileşenleri olarak hizmet edebilirler (örn., 4 bit ikili sayaçlarda bitler arası mantık bağlantıları).
Aritmetik devreler: in yarım adlayıcılar, NAND kapıları "xor" (toplam) ve "ve" (taşıma) operasyonlarını uygular; Tam adetler, basit hesap makinelerinin modüllerinde yaygın olarak kullanılan basamaklı NAND kapıları aracılığıyla yayılma taşıma; Tersine mantıkla birleştiğinde, küçük dijital enstrümanlarda sayısal işleme için uygun olan ikili çıkarmanın (ikisinin tamamlayıcı aritmetiği ile eklenmeye dönüştürülmesi) gerçekleştirebilirler.
Endüstriyel Kontrol ve Sinyal İşleme: Motor tahrik devrelerinde, NAND Gates Judge "Acil durum durdurma sinyali tetiklenmez + başlatma sinyali geçerli" gibi çok koşullu senaryolar; Sıralı devrelerde, hızlı anahtarlama özellikleri, sensör çıkış darbesi sinyallerini şekillendirmek (aksaklıkları ortadan kaldırmak) veya saat sinyallerinin yükselen/düşen kenarlarını tespit etmek, hassas zamanlama senkronizasyonu elde etmek için kullanılır (örn. Veri ediniminde tetik momentleri kontrol etmek).
Eğitim ve DIY senaryoları:Elektronik deneylerde, genellikle mantık kapılarının doğrulama ve flip-flop mandallama prensipleri gibi temel kavramları göstermek için kullanılır; DIY projelerinde, "çift düğmeli kilit açma devreleri" (yalnızca her iki düğmeye basıldığında sadece açma) ve "ışık kontrollü + ses kontrollü çift koşul lambaları" (karanlık ve ses olduğunda aydınlatma), program olmadan mantık kontrolünü mümkün kılabilir.
Yüksek frekans ve arayüz uygulamaları:TTL'nin nanosaniye düzeyinde yayılma gecikmesine (tipik olarak 10ns) dayanarak, kısa mesafeli iletişimde erken bilgisayarların periferik arayüzleri (örneğin, klavye tarama devrelerinde satır-kolon sinyali kodunu çözme) ve taban bandı sinyali işlemesi için uygundur (örn. UART protokollerinde basit mantık doğrulaması); Push-pull çıkışı, LED'ler ve röleler gibi çevre birimlerine doğrudan bağlantı sağlayarak arayüz sürücü tasarımını basitleştirerek 10 standart TTL yükünü yönlendirebilir.

74LS00'ün avantajları

74LS00Dijital elektroniklerde temel bir bileşen olarak rolünü sağlamlaştıran çeşitli temel avantajlar sunar:

Evrensel mantık esnekliği: Dörtlü 2 girişli bir NAND kapısı olarak, "evrensel bir kapı" dır-basit kablolama yoluyla (De Morgan'ın yasalarını kullanma) NO ve, OR, XOR ve diğer mantık kapılarına yeniden yapılandırılabilir. Bu, devre tasarımını basitleştiren ve bileşen sayımlarını azaltan çok sayıda özel IC'ye olan ihtiyacı ortadan kaldırır.

Güçlü TTL uyumluluğu: Standart +5V güç kaynağı üzerinde çalışır ve kesinlikle TTL voltaj standartlarına (giriş/çıkış seviyeleri) yapışır, diğer TTL cihazlarıyla sorunsuz bir şekilde entegre olur. Bu tak ve oynatma uyumluluğu, karışık TTL sistemlerinde güvenilir bir seçim haline getirir.

Dengeli performans: Düşük güçlü Schottky (LS) tasarımı, hız ve verimlilik arasında bir denge kurar. ~ 10ns tipik bir yayılma gecikmesi ile orta ila yüksek hızlı uygulamaları desteklerken, statik güç tüketimi (~ 9MW) önceki 74 serisi varyantlardan (örn. 40MW'de 7400) önemli ölçüde daha düşüktür, bu da uzun süredir devam eden cihazlar için enerji tasarruflu hale getirir.

Sağlam sürüş özelliği: Bir push-pull çıkış aşaması ile donatılmış, ek tampon devreleri ihtiyacından kaçınarak doğrudan 10 standart TTL yükünü sürebilir. Bu, LED'ler, röleler veya diğer mantık yongaları gibi çevre birimleriyle arayüzü basitleştirir.

Pratik kullanılabilirlik ve maliyet etkinliği: 14 pimli daldırma (breadboard prototipleme için ideal) ve yüzey montaj paketlerinde yaygın olarak mevcuttur, düşük maliyetlidir ve kolayca tedarik edilir. Bu erişilebilirlik onu eğitim laboratuvarlarında, hobi projelerinde ve küçük ölçekli üretimde bir zımba haline getirir.

Güvenilirlik: Dahili ESD koruması (3.5kV insan gövdesi modeli deşarjlarına dayanan) ve iyi gürültü marjları (her iki yüksek/düşük seviyeler için ≥0.4V) gürültülü ortamlarda stabiliteyi artırır. Ticari sınıf varyantları 0-70 ° C'de güvenilir bir şekilde çalışır ve askeri sınıf (54LS00) sert koşullar için -55-125 ° C'ye kadar uzanır.

74LS00？ nasıl kullanılır

Kullanmak için74LS00(TTL ailesinde dörtlü 2 girişli NAND GATE IC), kurulum, temel test ve pratik uygulamalar için bu adımları izleyin:

1. Donanım Kurulumu: Güç ve Pinout

74LS00 bir+5V DC güç kaynağı(TTL standardı) ve uygun pim bağlantıları.

1. Adım: Güç Bağlantıları:

Pin 14'ü bağlayın (VCC) - +5V.

Pin 7'yi bağlayın (Gnd) devrenin zemine.

• STRP 2: 4 bağımsız NAND kapısı için pinout:
  IC, 4 ayrı 2 girişli NAND kapısı içerir. Her kapının 2 girişi ve 1 çıkışı vardır:

  Kapı numarası	Giriş a	Giriş B	Çıkış y
  1	Pim 1	Pim 2	Pim 3
  2	Pim 4	Pim 5	Pim 6
  3	Pin 9	Pim 10	Pim 8
  4	Pim 12	Pin 13	Pim 11

2. Temel Test: NAND mantığını doğrulayın

Bir NAND kapısının temel kuralı: Çıkış düşük (0V)Sadece her iki giriş yüksekse (5V); Aksi takdirde, çıktı yüksektir (5V).

1. Adım: Bir Test Devresi Oluşturun

Bir kapı için (örneğin, kapı 1, pimler 1, 2, 3):

• 1 ve 2'ye giriş pimlerini bağlayınMantık Kaynakları(Örneğin, +5V/GND veya breadboard raylarına bağlı anahtarları değiştirin).
• Çıkış Pin 3'ü birgösterge(Örneğin, GND'ye 220Ω dirençli seri olarak bir LED; çıkış yüksek olduğunda LED ışıkları).

Adım 2: Tüm giriş kombinasyonlarını test edin

Çıktının NAND Truth tablosuna uygun olup olmadığını kontrol edin:

3. Gelişmiş kullanım: Diğer mantık kapılarına dönüştürün

Nand kapıları "evrensel" dır - herhangi bir mantık kapısını basit kablolarla taklit edebilirler:

Örnek 1: Kapı değil (inverter)

A GATE Girişini tersine çevirmez:

• Kablolama: Bir NAND kapısının iki girişini kısaltın (örneğin, Pin 1'i 1 kapısının pim 2'ye bağlayın).
• Mantık:.

Örnek 2: Ve kapı

AN ve GATE çıkışları sadece her iki giriş yüksekse:

Kablolama:

NAND GATE Olarak Kapı 1'i kullanın.

Gate 1'in çıkışını ters çevirmek için Gate 2'yi bir kapı olarak kullanın (girişlerini kısaltın).

Kapı 1'in çıkışını (pim 3) kapı 2'nin girişlerine (pimler 4 ve 5) bağlayın.

Mantık:.

Örnek 3: veya kapı

En az bir giriş yüksekse bir veya kapı çıkışı yüksek:

Kablolama(De Morgan Yasası'nı kullanarak::

Oluşturmak için iki NAND kapısı değil (girişlerini kısaltın) kullanın.

BağlamakÜçüncü bir NAND kapısının girişlerine.

Sonuç: Üçüncü kapının çıkışı A + B'ye eşittir.

Anahtar Önlemler

Voltaj sınırları: Asla +7v'yi aşmaVCC; Girişler TTL seviyeleri içinde kalmalıdır (düşük: 0-0.8V; yüksek: 2-5V).

Ayrıştırma: 0.1μF kapasitör ekleyin.VCCve güç gürültüsünü azaltmak için GND.

ESD koruması: Elektrostatik hasardan kaçınmak için IC'yi dikkatlice kullanın.

Yükler: Her çıkış 10 TTL yüküne kadar sürebilir. Daha ağır yükler (örneğin röleler) için bir tampon kullanın.

74LS00 Alternatif

SN54LS00: Askeri dereceli bir versiyon, 74LS00 (dörtlü 2 girişli NAND kapısı) ile tamamen işlevsel olarak tutarlıdır, ancak daha geniş bir çalışma sıcaklığı aralığına (-55 ° C ila 125 ° C) ve daha yüksek güvenilirliğe sahiptir, bu da onu aşırı ortamlar için uygun hale getirir.
SN7400: 74 serisinde erken standart bir TTL modeli, aynı zamanda dörtlü 2 girişli bir NAND kapısıdır, ancak schottky olmayan bir işlem kullanır. Temel TTL voltaj seviyeleriyle uyumlu olurken, LS serisinden daha yüksek güç tüketimine ve biraz daha yavaş anahtarlama hızına sahiptir.
CD4011: CMOS teknolojisine (4000 serisinin bir parçası) dayanan dörtlü 2 girişli bir NAND kapısı. Daha geniş bir çalışma voltajı aralığına (tipik olarak 3-18V) ve son derece düşük güç tüketimine sahiptir, ancak anahtarlama hızı TTL'den daha yavaştır. Düşük güç senaryoları için uygundur ve 74LS00 ile aynı mantıksal işleve sahiptir.
74LS08: 74LS serisine ait olan, farklı bir mantıksal işlemle dörtlü 2 giriş ve kapı (NAND geçidi değil) olarak işlev görür-sadece her iki giriş yüksek olduğunda yüksek bir seviyeye çıkar. Bu fonksiyonel farka dikkat edilmelidir.
74LS00CH/DC/J/N/NA/PC/W: Hepsi 74LS00'ün türev modelleridir, aynı çekirdek işlevine (Quad 2-Input NAND geçidi). Farklılıklar esas olarak paket türlerinde (DIP, SMD), üreticiye özgü işaretler veya kalite notlarında bulunmaktadır. Elektrik parametreleri 74LS00 ile uyumludur ve doğrudan değiştirilebilirlik sağlar.
901521-01/AMX3550/C74LS00P/DM74LS00N, vb.: Çoğu, çeşitli üreticiler (Texas Instruments, Hitachi, Toshiba vb. Gibi) tarafından üretilen eşdeğer modellerdir. Uyumlu pim konfigürasyonları ve elektrik özellikleri ile 74LS00 (Quad 2-Input NAND geçidi) ile tamamen işlevsel olarak tutarlıdırlar. Sadece üreticilerin adlandırma kuralları nedeniyle farklılık gösterirler ve doğrudan kullanım için değiştirilebilirler.

74LS00 ve 74HC00

74HC00 ve74LS00her ikisi de dijital elektroniklerde temel olan dört temel NAND kapısına sahip IC'lerdir. Anahtar fark, hız özelliklerinde yatmaktadır, 74HC00 yüksek hızlı ve 74LS00 düşük hızlıdır.

İşte iki IC arasında başka farklılıklar:

HC ailesi, CMOS teknolojisi ile elde edilen daha düşük güç tüketirken LS'nin hızına uyacak şekilde tasarlanmıştır.

74LS00 Paket Boyutu

74LS00 Üretici

GibiKlasik düşük güçlü bir Schottky TTL mantık çipi, 74LS00Avrupa, Amerika ve Japonya'dan birden fazla yarı iletken devi kapsayan çeşitlendirilmiş bir üreticiye sahiptir.
Fairchild yarı iletkenbu çipin öncüsü. 1970'lerde 74LS serisini ilk başlattığında, 74LS00, minimalist dört 2 girişli NAND kapısı tasarımı ile dijital devrelerin temel taşı haline geldi. DIP-14 paketi ve push-pull çıktı yapısı endüstri standartlarını belirler.
Yakından takip etmek,Texas Instruments (TI)SN74LS00 serisi ile pazar liderliğini güçlendirdi. Kararlı süreç kontrolü ve askeri sınıf (54LS00) ürün hatlarından yararlanarak, uygulamaları havacılık ve endüstriyel alanlara genişletti.Ulusal yarı iletkenDM74LS00 serisi ile sivil pazara odaklandı ve tüketici elektroniği ve eğitim senaryolarında popülerleşmeyi vurguladı.
Japon üreticileriHitachiVeRenesasAsya-Pasifik pazarına HD74LS00 serisi ile girdi ve minyatürleştirme ihtiyaçlarını karşılamak için SMD paket sürümleri sundu.Yarı iletkendeMotorola'nın üretim hattını devam ettirerek, yüksek maliyetli performansla küçük ve orta parti siparişlerini kapsıyor.
Özellikle, tüm üreticiler kesinlikle 14 pimli TTL standardına bağlı kalır ve farklı markalardan 74LS00'lerin doğrudan değiştirilebilirliğini sağlar. Bu açık ekosistem, yarım asırdan fazla süredir sürekli uygulamasını sağladı. Bugün, TI ve yarı iletken genel tedarikçiler olarak kalırken, Pioneer sonsuza dek "dijital devrelerin evrensel yapı taşının" genlerinde kazınmış olduğu için Fairchild'in teknik mirası.

Çözüm

Özetle, istikrarlı NAND geçit mantığı işlevi, TTL seviyeleriyle uyumlu elektriksel özellikleri ve senaryolara geniş uyarlanabilirlik ile74LS00dijital devre tasarımında vazgeçilmez bir temel bileşen haline gelmiştir.

Bu yonga serisi için en son teklif ve tedarik zinciri bilgilerini almanız gerekiyorsa, lütfen istediğiniz zaman bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin ve size profesyonel teknik destek ve tedarik hizmetleri sunacağız.

74LS00 Veri Sayfası

74LS00 Veri Sayfası.pdf