Wiki source for BeLogik
=====Logikfamilien=====
==a==Die grundlegenden Technologien==a==
Abgesehen von speziellen Sonderformen gibt es drei verbreiteten Logik-Typen zu unterscheiden.
~- Transistor–Transistor–Logik (TTL) aus [[Bipolartransistor|Bipolar-Transistoren]]
~- CMOS–Logik aus [[MOSFET|MOSFETs]]
~- ""BiCMOS""-Technologien aus Bipolar-Transistoren und MOSFETs
==a==Pinbezeichnungen==a==
|=|Kürzel|=|Bedeutung||
||""V<sub>cc</sub>""||Betriebsspannung||
||""V<sub>dd</sub>""||dasselbe wie Vcc, manchmal auch für eine andere Spannung neben den 5V (z.B. 3,3V)||
||""V<sub>ee</sub>""||negative Betriebsspannung, wenn nicht benötigt (z.B. bei 405x Analogschalter): Mit Vss verbinden||
||""V<sub>ss</sub>""||Negative Betriebsspannung oder Masse||
||""I<sub>OH</sub>""||Maximaler Ausgangstrom im HI-Zustand||
||""I<sub>OL</sub>""||Maximaler Ausgangstrom im LO-Zustand||
||""I<sub>IH</sub>""||Eingangsstrom im HI-Zustand||
||""I<sub>IL</sub>""||Eingangsstrom im LO-Zustand||
||""P<sub>vs</sub>""||Statische Verlustleistung pro Gatter [W]||
||""P<sub>vd</sub>""||Dynamische Verlustleistung pro Gatter [W/Hz], abhängig von der Taktfrequenz||
||""T<sub>p</sub>""||Typische Verzögerungszeit pro Gatter||
==a==TTL-Logik==a==
TTL steht fuer Transistor-Transitor-Logik. Die Gatter sind aus bipolaren Transistoren aufgebaut. Ein erheblicher Vorteil der TTL ist immernoch die niedrige Verzögerungszeit (eng. prpagation delay).
Die Versorgungspannung für die TTL liegt grundsaetzlich bei 5 V.
Ausgangsspannungsbereiche für die Zustände HI und LO:
- LO: 0 V - 0,4 V
- HI: 2,4 V - 5 V
Eingangsspannungstoleranz:
- LO: 0 V - 0,8 V
- HI: 2 V- 5 V
|=|TTL-Technologie |=|Bezeichnung |=|T""<sub>p</sub>"" |=|P""<sub>vs</sub>"" |=|I""<sub>OH</sub>"" |=|I""<sub>OL</sub>"" |=|I""<sub>IH</sub>"" |=|I""<sub>IL</sub>"" |=|Bemerkungen||
||Standrard-TTL ||74... ||10 ns ||10 mW ||400 ||16000 ||40 ||1600 || ||
||Schottky-TTL ||74S... ||3,5 ns ||20 mW ||1000 ||20000 ||50 ||2000 ||Preisünstig||
||Advanced–Schottky–TTL ||74AS... ||{background-color:#FED}1,5 ns ||10-22 mW || || || || ||Weiterentwicklung von S-TTL. Derzeit die schnellste TTL-Logik||
||Fast TTL ||74F... ||2,3 ns ||4 mW ||24000 ||24000 || || || ||
||Low-Power-TTL ||74L... ||33 n ||1 mW ||200 ||3600 ||10 ||180 || ||
||Low-Power-Schottky-TTL ||74LS... ||9,5 ns ||2 mW ||400 ||8000 ||20 ||400 || ||
||Advanced–Low–Power-Schottky–TTL ||74ALS... ||4,5 ns ||{background-color:#FED}1,2 mW ||8000 ||8000 || || ||Weiterentwicklung von LS-TTL||
[[http://premiumorange.com/daniel.robert9/anglais/Digit/Data_book.html TTL-Standard-Bausteine mit Pin-Belegung]]
==a==CMOS-Logik==a==
Ausgangsspannungsbereiche für die Zustände HI und LO:
- LO: 0 V - 0,5 V
- HI: 4,44 V - 5 V
Eingangsspannungstoleranz:
- LO: 0 V - 1,5 V
- HI: 3,5 - 5 V
Die Randbedingung für die obige Tabelle ist eine Betriebsspannung von 5 V. Wir der CMOS-Baustein mit mehr als 5 V betrieben gelten andere Spannungsgrenzen.
Achtung! Für die TTL-kompatiblen CMOS-Logikbausteine gelten die TTL-Spannungsgrenzen.
Niedrige statische Verlustleistung. Die statische Verlustleistung ist die Leistungsaufnahme des Bausteins, wenn keine Pegeländerungen erfolgen.
Dynamische Verlustleistung bei CMOS
ist die Die Verlustleistung ist abhängig von der Taktfrequenz
Mit der Betriebspannung steigt die dynamische Verlustleistung quadratisch an
|=|CMOS-Technologie |=|Bezeichnung |=|T""<sub>p</sub>"" |=|P""<sub>vs</sub>"" |=|P""<sub>vd</sub>"" |=|I""<sub>OH</sub>"" |=|I""<sub>OL</sub>"" |=|I""<sub>IH</sub>"" |=|I""<sub>IL</sub>"" |=|Bemerkungen |=|V""<sub>b</sub>""||
||CMOS ||CD4... ||90 ns||1 µW||0,3 µW/kHz||440||440||||||Die erste CMOS-Logikbaureihe aus dem Jahre 1968,nicht gepuffert, mit zunehmender Betriebsspannung sinkt die Verzögerungszeit||3V...16V||
||LOCMOS ||HEF4...B ||40 ns||1 µW||0,3 µW/kHz||||||||||Philips CMOS, gepuffert mit zusätzlichen Inverternn am Ausgang, mit zunehmender Betriebsspannung sinkt die Verzögerungszeit|| ||
||High-Speed-CMOS ||74HC... ||23 ns||2,5 µW||0,5 µW/kHz||5000||5000||||||||2V...5,5V||
||High-speed CMOS (TTL-kompatibel) ||74HCT... ||23 ns||2,5 µW||0,5 µW/kHz||5000||5000||||||Voll TTL-kompatibel in den Pegeln und PIN-Belegung||4,5V..5,5V||
||Advanced high-speed CMOS ||74AHC... ||6,5 ns||||||||||||||||2V...6V||
||Advanced high-speed CMOS (TTL-kompatibel) ||74AHCT... ||6,5 ns||||||||||||||Voll TTL-kompatibel in den Pegel und PIN-Belegung||4,5V..5,5V||
||Advanced-CMOS ||74AC... ||4,4 ns||2,5 µW||0,8 µW/kHz||24000||24000||||||||2V...6V||
||Advanced CMOS (TTL-kompatibel) ||74ACT... ||4,4 ns||2,5 µW||0,8 µW/kHz||24000||24000||||||Voll TTL-kompatibel in den Pegel und PIN-Belegung||4,5V..5,5V||
Alle Angaben bei einer Betriebsspannung von 5,0 V
Pv = CT*V2DD*f
[[http://premiumorange.com/daniel.robert9/anglais/Digit/Data_book_CMOS.html CMOS-Standard-Bausteine mit Pin-Belegung]]
TietzeSchenk2002 , S. 426
==a==Low-Voltage-Logik==a==
Ausgangsspannungsbereiche für die Zustände HI und LO bei 3,3 V Betreibsspannung:
- LO: 0 V - 0,4 V
- HI: 2,4 V - 3,3 V
Eingangsspannungstoleranz:
- LO: 0 V - 0,8 V
- HI: 2 V- 3,3 V
|=|CMOS-Technologie |=|Bezeichnung |=|T""<sub>p</sub>"" |=|P""<sub>vs</sub>"" |=|P""<sub>vd</sub>"" |=|I""<sub>OH</sub>"" |=|I""<sub>OL</sub>"" |=|I""<sub>IH</sub>"" |=|I""<sub>IL</sub>"" |=|Bemerkungen |=|V""<sub>b</sub>""||
||Low-Voltage ||74LV... ||9 ns ||20 µA ||0,6 µW/kHz ||6000 ||6000 ||80 ||80 ||Eingang TTL kompatibelb bei 5V Betriebsspannung. Ausgang immer TTL-kompatibel||2,7V..5,5V||
||Low-Voltage-CMOS ||74LVC... ||4 ns || ||0,5 µW/kHz ||24000 ||24000 ||20 ||20 ||Eingang toleriert 5V TTL-Logikpegel auch bei minimaler Betriebsspannung. usgang immer TTL-kompatibel||1,2V..3,6V||
||Advanced-Low-Voltage-CMOS ||74ALVC... 74HLL...||2,2 ns ||40 µA ||0,4 µW/kHz ||24000 ||24000 ||80 ||40 ||Eingang TTL kompatibelb bei 5V Betriebsspannung. Ausgang immer TTL-kompatibel||2,3V..3,6V||
|| ||74LVT... ||2,4 ns || || ||32000 ||64000 ||80 ||80 ||Eingang toleriert 5V TTL-Logikpegel auch bei minimaler Betriebsspannung. Ausgang immer TTL-kompatibel. BiCMOS-Technologie||2,7V..3,6V||
||Advanced-Low-Voltage-BICMOS ||74ALB... || || || || || || || ||Eingang TTL kompatibelb bei 5V Betriebsspannung. Ausgang immer TTL-kompatibel. BiCMOS-Technologie||3V..3,6V||
Alle Angaben bei einer Betriebsspannung von 3,3 V
==a==Temperaturbereiche==a==
|=|Einsatzbereich|=|Temperaturbereich|=|Präfix||
||military||-55 bis +125 °C||54...||
||commercial||0 bis +70 °C||74...||
||industrial ||-25 bis +85 °C||84....||
==a==Weitere Logikfamilien==a==
Technologie Bezeichnung Pvs Bemerkungen
Emitter Cupled Logic
Emittergekopelte Transistorlogik, relativ hohe Verlustleistung, negative Steuerspannung
10E...
100E...
10H...
100H...
(ECL, ECLT)
Tp < 1 ns
Pvs: 30 - 70 mW
Langsame störsicher Logik
Langsame, sehr störsichere Logik, hoher Störabstand, nicht TTL-kompatibel
74LSL...
74SZL...
""BiCMOS""-Bustreiber
""BiCMOS""-Technologien aus Bipolar-Transistoren und MOSFETs
Bus-Interface-Logik
74BCT...
74ABT...
----
Siehe auch {{backlinks}}
==a==Die grundlegenden Technologien==a==
Abgesehen von speziellen Sonderformen gibt es drei verbreiteten Logik-Typen zu unterscheiden.
~- Transistor–Transistor–Logik (TTL) aus [[Bipolartransistor|Bipolar-Transistoren]]
~- CMOS–Logik aus [[MOSFET|MOSFETs]]
~- ""BiCMOS""-Technologien aus Bipolar-Transistoren und MOSFETs
==a==Pinbezeichnungen==a==
|=|Kürzel|=|Bedeutung||
||""V<sub>cc</sub>""||Betriebsspannung||
||""V<sub>dd</sub>""||dasselbe wie Vcc, manchmal auch für eine andere Spannung neben den 5V (z.B. 3,3V)||
||""V<sub>ee</sub>""||negative Betriebsspannung, wenn nicht benötigt (z.B. bei 405x Analogschalter): Mit Vss verbinden||
||""V<sub>ss</sub>""||Negative Betriebsspannung oder Masse||
||""I<sub>OH</sub>""||Maximaler Ausgangstrom im HI-Zustand||
||""I<sub>OL</sub>""||Maximaler Ausgangstrom im LO-Zustand||
||""I<sub>IH</sub>""||Eingangsstrom im HI-Zustand||
||""I<sub>IL</sub>""||Eingangsstrom im LO-Zustand||
||""P<sub>vs</sub>""||Statische Verlustleistung pro Gatter [W]||
||""P<sub>vd</sub>""||Dynamische Verlustleistung pro Gatter [W/Hz], abhängig von der Taktfrequenz||
||""T<sub>p</sub>""||Typische Verzögerungszeit pro Gatter||
==a==TTL-Logik==a==
TTL steht fuer Transistor-Transitor-Logik. Die Gatter sind aus bipolaren Transistoren aufgebaut. Ein erheblicher Vorteil der TTL ist immernoch die niedrige Verzögerungszeit (eng. prpagation delay).
Die Versorgungspannung für die TTL liegt grundsaetzlich bei 5 V.
Ausgangsspannungsbereiche für die Zustände HI und LO:
- LO: 0 V - 0,4 V
- HI: 2,4 V - 5 V
Eingangsspannungstoleranz:
- LO: 0 V - 0,8 V
- HI: 2 V- 5 V
|=|TTL-Technologie |=|Bezeichnung |=|T""<sub>p</sub>"" |=|P""<sub>vs</sub>"" |=|I""<sub>OH</sub>"" |=|I""<sub>OL</sub>"" |=|I""<sub>IH</sub>"" |=|I""<sub>IL</sub>"" |=|Bemerkungen||
||Standrard-TTL ||74... ||10 ns ||10 mW ||400 ||16000 ||40 ||1600 || ||
||Schottky-TTL ||74S... ||3,5 ns ||20 mW ||1000 ||20000 ||50 ||2000 ||Preisünstig||
||Advanced–Schottky–TTL ||74AS... ||{background-color:#FED}1,5 ns ||10-22 mW || || || || ||Weiterentwicklung von S-TTL. Derzeit die schnellste TTL-Logik||
||Fast TTL ||74F... ||2,3 ns ||4 mW ||24000 ||24000 || || || ||
||Low-Power-TTL ||74L... ||33 n ||1 mW ||200 ||3600 ||10 ||180 || ||
||Low-Power-Schottky-TTL ||74LS... ||9,5 ns ||2 mW ||400 ||8000 ||20 ||400 || ||
||Advanced–Low–Power-Schottky–TTL ||74ALS... ||4,5 ns ||{background-color:#FED}1,2 mW ||8000 ||8000 || || ||Weiterentwicklung von LS-TTL||
[[http://premiumorange.com/daniel.robert9/anglais/Digit/Data_book.html TTL-Standard-Bausteine mit Pin-Belegung]]
==a==CMOS-Logik==a==
Ausgangsspannungsbereiche für die Zustände HI und LO:
- LO: 0 V - 0,5 V
- HI: 4,44 V - 5 V
Eingangsspannungstoleranz:
- LO: 0 V - 1,5 V
- HI: 3,5 - 5 V
Die Randbedingung für die obige Tabelle ist eine Betriebsspannung von 5 V. Wir der CMOS-Baustein mit mehr als 5 V betrieben gelten andere Spannungsgrenzen.
Achtung! Für die TTL-kompatiblen CMOS-Logikbausteine gelten die TTL-Spannungsgrenzen.
Niedrige statische Verlustleistung. Die statische Verlustleistung ist die Leistungsaufnahme des Bausteins, wenn keine Pegeländerungen erfolgen.
Dynamische Verlustleistung bei CMOS
ist die Die Verlustleistung ist abhängig von der Taktfrequenz
Mit der Betriebspannung steigt die dynamische Verlustleistung quadratisch an
|=|CMOS-Technologie |=|Bezeichnung |=|T""<sub>p</sub>"" |=|P""<sub>vs</sub>"" |=|P""<sub>vd</sub>"" |=|I""<sub>OH</sub>"" |=|I""<sub>OL</sub>"" |=|I""<sub>IH</sub>"" |=|I""<sub>IL</sub>"" |=|Bemerkungen |=|V""<sub>b</sub>""||
||CMOS ||CD4... ||90 ns||1 µW||0,3 µW/kHz||440||440||||||Die erste CMOS-Logikbaureihe aus dem Jahre 1968,nicht gepuffert, mit zunehmender Betriebsspannung sinkt die Verzögerungszeit||3V...16V||
||LOCMOS ||HEF4...B ||40 ns||1 µW||0,3 µW/kHz||||||||||Philips CMOS, gepuffert mit zusätzlichen Inverternn am Ausgang, mit zunehmender Betriebsspannung sinkt die Verzögerungszeit|| ||
||High-Speed-CMOS ||74HC... ||23 ns||2,5 µW||0,5 µW/kHz||5000||5000||||||||2V...5,5V||
||High-speed CMOS (TTL-kompatibel) ||74HCT... ||23 ns||2,5 µW||0,5 µW/kHz||5000||5000||||||Voll TTL-kompatibel in den Pegeln und PIN-Belegung||4,5V..5,5V||
||Advanced high-speed CMOS ||74AHC... ||6,5 ns||||||||||||||||2V...6V||
||Advanced high-speed CMOS (TTL-kompatibel) ||74AHCT... ||6,5 ns||||||||||||||Voll TTL-kompatibel in den Pegel und PIN-Belegung||4,5V..5,5V||
||Advanced-CMOS ||74AC... ||4,4 ns||2,5 µW||0,8 µW/kHz||24000||24000||||||||2V...6V||
||Advanced CMOS (TTL-kompatibel) ||74ACT... ||4,4 ns||2,5 µW||0,8 µW/kHz||24000||24000||||||Voll TTL-kompatibel in den Pegel und PIN-Belegung||4,5V..5,5V||
Alle Angaben bei einer Betriebsspannung von 5,0 V
Pv = CT*V2DD*f
[[http://premiumorange.com/daniel.robert9/anglais/Digit/Data_book_CMOS.html CMOS-Standard-Bausteine mit Pin-Belegung]]
TietzeSchenk2002 , S. 426
==a==Low-Voltage-Logik==a==
Ausgangsspannungsbereiche für die Zustände HI und LO bei 3,3 V Betreibsspannung:
- LO: 0 V - 0,4 V
- HI: 2,4 V - 3,3 V
Eingangsspannungstoleranz:
- LO: 0 V - 0,8 V
- HI: 2 V- 3,3 V
|=|CMOS-Technologie |=|Bezeichnung |=|T""<sub>p</sub>"" |=|P""<sub>vs</sub>"" |=|P""<sub>vd</sub>"" |=|I""<sub>OH</sub>"" |=|I""<sub>OL</sub>"" |=|I""<sub>IH</sub>"" |=|I""<sub>IL</sub>"" |=|Bemerkungen |=|V""<sub>b</sub>""||
||Low-Voltage ||74LV... ||9 ns ||20 µA ||0,6 µW/kHz ||6000 ||6000 ||80 ||80 ||Eingang TTL kompatibelb bei 5V Betriebsspannung. Ausgang immer TTL-kompatibel||2,7V..5,5V||
||Low-Voltage-CMOS ||74LVC... ||4 ns || ||0,5 µW/kHz ||24000 ||24000 ||20 ||20 ||Eingang toleriert 5V TTL-Logikpegel auch bei minimaler Betriebsspannung. usgang immer TTL-kompatibel||1,2V..3,6V||
||Advanced-Low-Voltage-CMOS ||74ALVC... 74HLL...||2,2 ns ||40 µA ||0,4 µW/kHz ||24000 ||24000 ||80 ||40 ||Eingang TTL kompatibelb bei 5V Betriebsspannung. Ausgang immer TTL-kompatibel||2,3V..3,6V||
|| ||74LVT... ||2,4 ns || || ||32000 ||64000 ||80 ||80 ||Eingang toleriert 5V TTL-Logikpegel auch bei minimaler Betriebsspannung. Ausgang immer TTL-kompatibel. BiCMOS-Technologie||2,7V..3,6V||
||Advanced-Low-Voltage-BICMOS ||74ALB... || || || || || || || ||Eingang TTL kompatibelb bei 5V Betriebsspannung. Ausgang immer TTL-kompatibel. BiCMOS-Technologie||3V..3,6V||
Alle Angaben bei einer Betriebsspannung von 3,3 V
==a==Temperaturbereiche==a==
|=|Einsatzbereich|=|Temperaturbereich|=|Präfix||
||military||-55 bis +125 °C||54...||
||commercial||0 bis +70 °C||74...||
||industrial ||-25 bis +85 °C||84....||
==a==Weitere Logikfamilien==a==
Technologie Bezeichnung Pvs Bemerkungen
Emitter Cupled Logic
Emittergekopelte Transistorlogik, relativ hohe Verlustleistung, negative Steuerspannung
10E...
100E...
10H...
100H...
(ECL, ECLT)
Tp < 1 ns
Pvs: 30 - 70 mW
Langsame störsicher Logik
Langsame, sehr störsichere Logik, hoher Störabstand, nicht TTL-kompatibel
74LSL...
74SZL...
""BiCMOS""-Bustreiber
""BiCMOS""-Technologien aus Bipolar-Transistoren und MOSFETs
Bus-Interface-Logik
74BCT...
74ABT...
----
Siehe auch {{backlinks}}
