4000シリーズ集積回路

4000シリーズは、1968年にRCAによって初めて発表されたCMOSロジックICファミリです。[ 1 ^{] 1975年頃}から徐々に4000Bバッファシリーズに移行しました。^{[ 2 ]}当時のどのロジックファミリよりも広い電源電圧範囲（ 「B」シリーズの推奨範囲は3V～18V ）を持っていました。この初期の時代に活動していたほぼすべてのICメーカーがこのシリーズのモデルを製造しました。その命名規則は今日でも使用されています。  

4000 シリーズは、トランジスタ・トランジスタ・ロジック(TTL) チップの7400 シリーズよりも低消費電力で汎用性の高い代替品として、 1968 年にRCAからCD4000 COS/MOSシリーズとして発表されました^{[ 1 ]}。ロジック機能は、新しく導入された相補型金属酸化膜半導体 ( CMOS ) 技術で実装されました。当初は RCA が「COS/MOS」（「相補型対称金属酸化膜半導体」の略）というラベルで販売していましたが、より短いCMOSという用語が業界でこの技術を指すのに好まれるようになりました^{[ 3 ]} 。このシリーズの最初のチップは、アルバート・メドウィンが率いるグループによって設計されました^{[ 4 ]}。

当初、TTLベースの設計に比べて速度が比較的低かったため、広く普及することは困難でした。しかし、新しい製造方法（金属ではなくポリシリコンの自己整合ゲートなど）によって、速度の制限は最終的に克服されました。これらのCMOSバリアントは、当時のTTLと同等の性能を発揮しました。1970年代後半から1980年代にかけて、45xxおよび45xxxの名称が付けられた新モデルが登場し、シリーズが拡張されましたが、エンジニアの間では依然として4000シリーズの一部とみなされています。1990年代には、一部のメーカー（テキサス・インスツルメンツなど）が、より高速な動作を実現するために、4000シリーズを新しいHCMOSベースの設計に移植しました。

4000 シリーズは、TTLと比較して、比較的低い消費電力、広い電源電圧範囲、および大幅に増加した負荷駆動能力 (ファンアウト)により、よりシンプルな回路設計を可能にします。このため、このシリーズはLSI設計のプロトタイプ作成に最適です。TTL IC も同様にモジュール式ですが、通常は CMOS の対称的な駆動力に欠けるため、出力に適用される負荷をより考慮する必要がある場合があります。TTL と同様に、バッファ付きモデルはより高い電流を駆動できます (主に 8 進ラッチや 3 ステートドライバなどの I/O デバイスで使用可能) が、適切に減衰または終端されていない限り、リンギング(過渡振動) が発生するリスクがわずかに高くなります。^{[ 5 ] [ 6 ]}多くのモデルには、完全に統合された7 セグメント表示カウンタ、ウォーキングリング カウンタ、および全加算器など、高度な統合が含まれています。

論理ゲート

ビーチサンダル

• 4013 – デュアルD型フリップフロップ。各フリップフロップは、データ、Q、/Q、クロック、リセット、セットが独立しています。
• 40174 – 16進数D型フリップフロップ。各フリップフロップは独立したデータとQを持ち、クロックとリセットは共通です。
• 40175 – クワッドD型フリップフロップ。各フリップフロップは独立したデータ、Q、/Qを持ち、クロックとリセットは共通です。

カウンター

• 4017 – 10出力デコーダ付き10進カウンタ。
• 4026 – 7セグメント数字デコード出力付き10進カウンタ。
• 40110 – 25mA出力ドライバを備えた7セグメントディスプレイデコーダ付きアップ/ダウンデコードカウンタ。 
• 40192 – 4ビットBCDプリセット付きアップ/ダウンデケードカウンタ。
• 40193 – 4ビットバイナリプリセットを備えたアップ/ダウンバイナリカウンタ。

デコーダー

• 4028 – 4ビットBCDから10出力へのデコーダ（3ビットバイナリから8出力へのデコーダとしても使用可能）
• 4511 – 25mA出力ドライバを備えた4ビットBCD- 7セグメントディスプレイデコーダ。 

タイマー

• 4047 –外部RC発振器を備えた単安定/無安定マルチバイブレータ。
• 4060 – 外部RC発振器または水晶発振器（長時間動作）を備えた14ビットリップルカウンタ（シュミットトリガ入力）（32.768kHz水晶発振器で使用可能 ）
• 4541 – 外部RC発振器付き16ビットリップルカウンタ（長時間動作）。

アナログ

• 4051 – シングル8チャンネルアナログマルチプレクサ。
• 4066 – 4連SPSTアナログスイッチ。

Wikibookの「Practical Electronics」には、 4000シリーズ集積回路に関するページがあります。

定期刊行物

• 新しい低電圧COS/MOS IC（CD4000A） ; RCAエンジニア; 第17巻第1号; 1971年6月～7月; 40～45ページ。
• COS/MOS ICに関する15の記事。RCA Engineer誌、第18巻第4号、1972年12月～1973年1月。

本

• CMOSクックブック；第4版；ドン・ランカスター、ハワード・ベルリン；エルゼビア；512ページ；2019年；ISBN 978-0672213984。（アーカイブ）
• CMOSソースブック；初版；ニュートン・ブラガ；プロンプト・プレス；390ページ；2001年；ISBN 978-0790612348。
• CMOS集積回路の理解；第2版；ロジャー・メレン、ハリー・ガーランド著；サムズ出版；144ページ；1979年；ISBN 978-0672215988。（アーカイブ）
• CMOS ICプロジェクト第2巻；初版；RAペンフォールド著；バーナード・ババニ出版；127ページ；1979年；ISBN 978-0900162787。（アーカイブ）
• 50のCMOS ICプロジェクト；初版；RAペンフォールド著；バーナーズ出版；112ページ；1977年；ISBN 978-0900162640。（アーカイブ）

歴史的文書

• Signetics HE4000Bファミリー仕様書；IC04；13ページ；1995年。
• RCA COS/MOS ICマニュアル；CMS-272；170ページ；1979年。
• RCA COS/MOS IC マニュアル; CMS-270; ページ数未定; 1971 年。

歴史データブック

• RCA CMOSデータブック；SSD-250C；798ページ；1983年。
• RCA COS/MOSデータブック；SSD-203C；649ページ；1975年。
• モトローラCMOSデータブック；DL131；560ページ；1988年。
• 全米CMOSデータブック；930ページ；1981年。
• ST HCC40xxx 耐放射線ロジックファミリ；16ページ；2020年。（高信頼性および宇宙用途向け）

ウィキメディア・コモンズには、 4000シリーズに関連するメディアがあります。

• 4000シリーズデジタルロジックICを理解する– Nuts and Volts誌
• 4000シリーズICの完全リスト– エレクトロニクスクラブ
• 4000シリーズ ロジックおよびアナログ回路– アナログ・デバイセズ