家族 7400シリーズの各種機種における電流(A )と速度(Hz )の比較 7400シリーズの部品は、バイポーラ接合トランジスタ(BJT)を使用して構成されており、 トランジスタ・トランジスタ・ロジック (TTL) と呼ばれています。新しいシリーズは、機能とロジックレベルにおいて元の部品とほぼ互換性があり、CMOS 技術または両者の組み合わせ(BiCMOS )を使用しています。当初、バイポーラ回路は、競合する 4000シリーズ のCMOSデバイスよりも高速でしたが、消費電力はより大きくなりました。また、バイポーラデバイスは、通常5Vの固定電源電圧に制限されます が、CMOS部品は多くの場合、幅広い電源電圧に対応しています。
広範囲の温度条件下で使用できる軍用規格 準拠のデバイスは、5400 シリーズとして入手可能です。テキサス インスツルメンツは、接頭辞RSNが付いた 耐放射線 デバイスも製造しており、BL 接頭辞が付いたハイブリッド回路への統合用のビームリード ベア ダイも提供していました。[ 20 ]
6400 シリーズでは、一時的に標準速度の TTL 部品も入手可能でした。 これらは −40 °C ~ +85 °C の拡張された産業用温度範囲を備えていました。Mullard などの企業は1970 年のデータ シートに 6400 シリーズ互換部品を掲載していましたが [ 21 ]、1973 年 まで に Texas Instruments のTTL データ ブック には 6400 ファミリーについての記述がなくなりました。Texas Instruments は 1989 年に SN64BCT540 用に 6400 シリーズを復活させました。[ 22 ] SN64BCTxxx シリーズは 2023 年現在も生産されています。[ 23 ] 一部の企業は、通常の 7400 シリーズの部品番号に温度グレードを示す接頭辞または接尾辞を付けて、産業用拡張温度範囲のバリアントも提供しています。
7400シリーズの集積回路は様々な技術で製造されていたため、通常は元のTTLロジックレベルと電源電圧との互換性が維持されていました。CMOSで製造された集積回路は、バイポーラ接合トランジスタ(BJT)ではなく電界効果トランジスタ (FET)を使用しているため、TTLチップではありませんが、異なるサブファミリ間で同様のロジック機能と電気的(電源および入出力電圧)互換性を識別するために、類似の部品番号が使用されています。
40 種類以上のロジック サブファミリがこの標準化された部品番号体系を使用しています。[6] 次の表の見出しは次のとおりです。Vcc – 電源電圧、tpd – 最大ゲート 遅延、 IOL – 低 レベルで の 最大出力電流、IOH – 高レベルでの最大出力電流。tpd 、 IOL 、 およびIOH は 、 特定のファミリのほとんどのゲートに適用されます。ドライバゲートまたはバッファ ゲート は 、より高い出力電流 を 持ちます。
↑ 疑問符は、導入年が最初のデータシートまたはデータシートの改訂履歴に基づいていることを示します。 1 2 パラメータは、 V cc = 5 V、T a = 25 °C、CL = 50 pF における 2 入力 NAND ゲート (74x00 または 74x1G00) について示されています 1 2 3 4 5 6 7 8 ファミリ コード (例: 74HCU) に文字「U」を追加すると、バッファなし CMOS 回路であることを示します。通常、ファミリにはバッファなし回路は 1 つだけです。それはヘキサ インバータ (74x04) です。バッファなし回路は、水晶発振器などのアナログ アプリケーション向けです。 [ 31 ] : 4–11 [ 32 ] [ 33 ] : 8–17, 10–15 [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ファミリ コードに文字「H」を追加すると (例: 74LVCH)、バス ホールド機能を備えた回路であることを示します。つまり、入力バスが高インピーダンスまたはフローティング状態になると、出力は最後の有効な入力状態に従って状態を維持します。これにより、プルアップ抵抗 またはプルダウン抵抗が不要になります。「H」は「R」 [ e ] (例: 74ALVCHR ) と組み合わせることもできます。 [ 61 ] : 1–5、4–19 [ 33 ] : 3–15、8–103 [ 59 ] [ 62 ] [ 63 ] [ 64 ] [ 65 ] [ 66 ] [ 67 ] : 3–3 [ 68 ] [ 69 ] 1 2 3 4 5 6 ファミリ コードに文字「R」が追加されている場合 (例: 74LCXR) は、出力信号のオーバーシュートとアンダーシュートを低減するために出力に内蔵抵抗を備えた回路であることを示し ます 。 [ 61 ] : 1–5、4–23 [ 70 ] : 3–51 [ 71 ] [ 33 ] : 3–53 [ 72 ] ↑ パラメータは、V cc = 3.3 V、T a = 25 °C、C L = 50 pF の 2 入力 NAND ゲート (74x00 または 74x1G00) について示されています 1 2 3 ファミリコードに文字「Z」が追加されている場合(例:74LVTZ)、電源電圧が一定のしきい値を下回ったときにすべての出力の高インピーダンス状態が保証される回路であることを示します。 [ 56 ] [ 57 ] [ 58 ] ↑ これらのファミリには単純なゲートはありません。パラメータはトランシーバ(74x245、74x16245、または類似のもの)用です。 1 2 このファミリでは、B側出力はすべてオープンコレクタです。 各種7400ファミリーのロジックレベルの比較 CMOS HC、AC、AHC、およびVHCファミリの多くの部品は、「T」バージョン(HCT、ACT、AHCT、およびVHCT)でも提供されており、これらのバージョンではTTL信号と3.3V CMOS信号の両方に対応する入力しきい値が設定されています。Tバージョン以外の部品は、従来のCMOS入力しきい値を使用しており、TTLしきい値よりも制限が厳しくなっています。一般的に、CMOS入力しきい値では、ハイレベル信号はVccの70%以上、ローレベル信号はVccの30%以下である必要があります。(TTLでは、入力ハイレベルが2.0V以上 、入力ローレベルが0.8V未満である ため、TTLハイレベル信号は5V CMOSでは許容されない中間範囲になる可能性があります。)
74H ファミリは、抵抗値を下げた 7400 ファミリと基本的な設計は同じです。これにより、標準的な伝搬遅延は 9 ns から 6 ns に短縮されましたが、消費電力は増加しました。74H ファミリは、1970 年代の CPU 設計に独自のデバイスを数多く提供しました。軍事および航空宇宙機器の設計者の多くが長期間にわたりこのファミリを使用しており、正確な代替品が必要なため、このファミリは現在も Lansdale Semiconductor によって製造されています。[ 102 ]
ショットキー 回路を採用した74Sファミリーは、74ファミリーよりも消費電力は大きいものの、高速です。74LSファミリーのICは、74Sファミリーの低消費電力版で、元の74ファミリーよりも若干高速ですが、消費電力は低くなっています。広く普及すると、最も人気のあるバリエーションとなりました。1980年代から1990年代初頭に製造されたマイクロコンピュータやデジタル家電製品には、多くの74LS ICが搭載されています。
74Fファミリーはフェアチャイルド・セミコンダクター社 によって開発され、他のメーカーにも採用されました。74、74LS、74Sファミリーよりも高速です。
1980年代後半から1990年代にかけて、このファミリーの新しいバージョンが、新しいCPU デバイスで使用される低動作電圧に対応するために導入された。
部品番号 部品番号 プリント基板 上に表面実装された 74HC595シフトレジスタ 。この74HCバリアントはCMOS信号電圧レベルを使用するのに対し、74HCT595バリアントはTTL信号レベルを使用します。 74HC595 8ビットシフトレジスタの ダイ 部品番号体系はメーカーによって異なりました。7400シリーズのロジックデバイスの部品番号には、多くの場合、以下の指定子が使用されます。
多くの場合、最初に2文字または3文字の接頭辞が付き、デバイスの製造元とフロークラスを示します。これらのコードはもはや単一の製造元と密接に関連しているわけではなく、たとえば、フェアチャイルドセミコンダクター はMMとDMの接頭辞が付いた部品と接頭辞が付いていない部品の両方を製造しています。例: 温度範囲は2桁で表します。例: 54:軍事用温度範囲 64:中期的な「産業」温度範囲を持つ短命な歴史的系列 74:業務用温度範囲デバイス 論理サブファミリーを表す0~4文字。例: ゼロ文字: 基本的なバイポーラTTL LS: 低電力ショットキー HCT:TTL互換の高速CMOS デバイスの機能を識別するために任意に割り当てられた2桁以上の数字。各シリーズには数百種類の異なるデバイスが存在する。 パッケージの種類、品質等級、その他の情報を示すために、追加の接尾辞の文字や数字が付加される場合がありますが、これは製造元によって大きく異なります。 例えば、「SN5400N」は、その部品がテキサス・インスツルメンツ社 (「SN」は元々「半導体ネットワーク」[ 104 ] を意味する)が商用プロセスを使用して製造した7400シリーズのICであり、軍用温度定格(「54」)を満たし、TTLファミリ(ファミリ指定子がない)であり、その機能はプラスチック製スルーホールDIPパッケージ(「N」)に実装された クワッド2入力NANDゲート (「00」)であることを示しています。
多くのロジックファミリで は、設計者の便宜を図るため、デバイス番号を一貫して使用しています。多くの場合、異なる74x00サブファミリの部品を回路内で置き換える(「ドロップイン置換」)ことができ、同じ機能と ピン配置 でありながら、アプリケーションに適した特性(速度や消費電力など)を持つ部品を使用できました。これは、例えば競合するCD4000B シリーズよりも74C00シリーズが魅力的だった大きな理由の一つです。しかし、サブファミリ間で互換性がない(主にピン配置 )例外もいくつかあります。例えば、以下のようなものです。
ヨーロッパおよび東側諸国からの二次情報源 ソ連製K131LA3、74H00相当 チェコスロバキア製 MH74S00、テキサス・インスツルメンツ製 SN74S251N、東ドイツ製 DL004D (74LS04)、ソ連製 K155LA13 (7438) ルーマニアのCDB493E、SN7493に相当 MullardやSiemensなどの一部のメーカーは、ピン互換性のあるTTL部品を製造していましたが、番号付けの方式が全く異なっていました。しかし、データシートには識別を容易にするために 7400互換 番号が記載されていました。
7400シリーズが製造されていた当時、フィリップス /マラード など、従来からプロエレクトロンの 命名規則に従っていたヨーロッパのメーカーは、部品名がFJで始まる一連のTTL集積回路を製造していました。FJシリーズの例としては、以下のようなものがあります。
FJH101 (=7430) シングル8入力NANDゲート、 FJH131 (=7400) 4入力2NANDゲート、 FJH181(=7454NまたはJ)2+2+2+2入力AND-OR-NOTゲート。 ソ連は 1960年代後半から1970年代初頭にかけて、7400シリーズのピン配置を持つTTL ICの製造を開始しました。例えば、K155ЛA3は、西側諸国で使用されていたピン間隔0.1インチ(2.54 mm) ではなく、2.5 mmのメートル法の間隔を使用している点を除けば、米国で入手可能な7400部品とピン互換性がありました。[ 107 ] ソ連製の7400シリーズのもう1つの特徴は、1970年代から1980年代にかけて使用されたパッケージ材料でした。どこにでもある黒色の樹脂の代わりに、成形プロセス中に微妙な渦巻き模様ができた茶色がかった緑色の本体色でした。その外観から、東側諸国の電子業界では冗談で「象の糞パッケージ」と呼ばれていました。
ソ連の集積回路の表記は 、西側のシリーズとは異なる。
技術変更は異なるシリーズとみなされ、異なる番号の接頭辞で識別されました。К155シリーズは通常の74に相当し、К555シリーズは74LS、К1533は74ALSなどです。 ユニットの機能は、2文字のコードとそれに続く数字で表されます。 最初の文字は機能グループ(論理回路、トリガー、カウンタ、マルチプレクサなど)を表します。 2番目の文字は機能サブグループを示し、論理NANDとNOR、DトリガーとJKトリガー、10進カウンタと2進カウンタなどを区別します。 この番号は、入力数またはダイ内の要素数が異なるバリアントを区別します。ЛА1/ЛА2/ЛА3 (LA1/LA2/LA3) は、それぞれ 2 つの 4 入力 NAND 要素、1 つの 8 入力 NAND 要素、4 つの 2 入力 NAND 要素です (7420/7430/7400 に相当)。 1974年7月以前は、機能説明の2文字がシリーズの最初の数字の後に挿入されていました。例:К1ЛБ551とК155ЛА1(7420)、К1ТМ552とК155ТМ2(7474)は、異なる時期に製造された同じICです。
7400シリーズのクローンは他の東側 諸国でも製造された: [ 108 ]
ブルガリア (ミクロエレクトロニカ・ボテフグラード )は、ソ連とやや類似した命名規則を使用していた。例えば、 74LS00は1ЛБ00ШМ (1LB00ShM)と表記された。2文字の機能グループの一部はソ連の命名規則から借用されたものであったが、一部は異なっていた。ソ連の方式とは異なり、機能グループの後の2桁または3桁の数字は西側諸国の命名規則と一致していた。シリーズ名は最後に付けられた(例えば、 LSの場合はШМ )。ブルガリアで製造されたのはLSシリーズのみであることが知られている。[ 109 ] [ 110 ] : 8-11チェコスロバキア (テスラ )は、メーカー接頭辞MHを付けた7400番台の番号付け方式を採用していました。例:MH7400。テスラは、工業用グレード(8400、-25℃~85 ℃)と軍用グレード(5400、-55℃~125 ℃)の製品も製造していました。ポーランド (Unitra CEMI )は、5400シリーズと6400シリーズにはメーカー接頭辞UCA、7400シリーズにはUCYを用いた7400ナンバリング方式を採用しました。例:UCA6400、UCY7400。接頭辞MCY74を持つICは4000シリーズ に対応することに注意してください(例:MCY74002は4002に対応し、7402には対応しません)。ハンガリー ( Tungsram 、後の Mikroelektronikai Vállalat / MEV) も 7400 の番号付けスキームを使用しましたが、製造元の接尾辞 – 7400 は 7400APC としてマークされています。ルーマニア (IPRS) は 、74 および 74H シリーズに対して、製造元接頭辞 CDB を付けたトリミングされた 7400 番号 (例: CDB4123E は 74123 に対応) を使用し、接尾辞H は74H シリーズを示していました。[ 111 ] 後期の 74LS シリーズでは、標準番号が使用されました。[ 112 ] 東ドイツ ( HFO ) も、メーカーの接頭辞や接尾辞のない、トリミングされた 7400 番号を使用していた。接頭辞 D (または E) はデジタル IC を示し、メーカーを示すものではない。例: D174 は 7474 である。74LS クローンは接頭辞 DL で指定されていた。例: DL000 = 74LS00。後年、東ドイツ製のクローンは、通常輸出用に標準の 74* 番号でも入手可能だった。[ 113 ] ソビエト連邦[ 107 ] [ 114 ] [ 115 ] [ 116 ] [ 108 ] 、 チェコスロバキア[ 117 ] [ 110 ] 、ポーランド[ 108 ] [110]、東ドイツ [ 113 ]からは、さまざまな技術が利用可能でし た 。下の表の8400シリーズは、工業用温度範囲が-25℃から+85℃であることを示しています( 6400 シリーズの場合は-40 ℃から+85 ℃)。
74シリーズのチップのみで構成された、はんだ付け不要のブレッドボード 上の4ビット、2レジスタ、6命令のコンピュータ。↑ 134 シリーズのピン配置は、テキサス インスツルメンツのオリジナルのフラットパック シリーズにほぼ準拠しており、ピン 11 がグランド、ピン 4 が電源となっています。 1990年頃、ソビエト連邦、そして後にロシア とベラルーシを 除く東欧諸国では、標準論理の生産が停止した。 2016 年現在、シリーズ 133、К155、1533、КР1533、1554、1594、および 5584 はベラルーシの「Integral」で生産されており、[ 118 ] またシリーズ 130 および 530 は「NZPP-KBR」で、[ 119 ] 134 および 5574 は「VZPP」で、[ 120 ] 533 は「Svetlana」 で、[ 121 ] 1564、К1564、КР1564 は「NZPP」で、[ 122 ] 1564、К1564 は「Voshod」で、[ 123 ] 1564 は「Exiton」で、[ 124 ] および 133、530、533、 1533 はロシアの「ミクロン」 で製造されています。 [ 125 ] ロシアの企業Angstrem は 、54HC 回路を 5514БЦ1 シリーズ、54AC を 5514БЦ2 シリーズ、54LVC を 5524БЦ2 シリーズとして製造しています。[ 126 ] 2026 年現在、133、136、および 1533 シリーズはウクライナの Kvazar Kyiv で生産されています。[ 127 ]
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外部リンク 7400シリーズデジタルロジックICの理解- Nuts and Volts誌 7400シリーズICの完全リスト- エレクトロニクスクラブ