Die 4000 Reihen sind eine Familie integrierter Stromkreise des Standards der Industrie, die eine Vielfalt von logischen Funktionen mit der Ergänzungsmetalloxydhalbleiter-Technologie durchführen, und noch im Gebrauch heute sind. Sie wurden durch RCA als CD4000 COS/MOS Reihe 1968, als eine niedrigere Macht und mehr vielseitige Alternative zu den 7400 Reihen von TTL Logikchips eingeführt. Fast alle IC während des Zeitalters energischen Hersteller haben Chips von dieser Reihe fabriziert. RCA hat manchmal die Linie als WELTALL angekündigt, für Ergänzungssymmetrie-Metalloxyd-Halbleiter eintretend. Das Namengeben-System ist der RCA Tagung von CA für das Analogon, CD für den digitalen gefolgt, aber hat mit den Instrumenten von Texas SN7400 Reihe-Zählen-Schema nicht verbunden.

4000 Reihe-Teile sind im Vorteil des niedrigeren Macht-Verbrauchs, der breiteren Reihe von Versorgungsstromspannungen (3 V zu 15 V), und einfacheres Stromkreis-Design wegen des gewaltig vergrößerten fanout gewesen. Jedoch hat ihre langsamere Geschwindigkeit (am Anfang ungefähr 1 MHz Operation, im Vergleich zu 10 MHz von bipolar TTL) ihre Anwendungen auf statische oder langsame Geschwindigkeitsdesigns beschränkt. Später hat neue Herstellungstechnologie größtenteils die Geschwindigkeitsprobleme überwunden, während sie rückwärts gerichtete Vereinbarkeit mit den meisten Stromkreis-Designs behalten hat. Obwohl alle Halbleiter durch die elektrostatische Entladung beschädigt werden können, macht der hohe Scheinwiderstand von CMOS-Eingängen sie empfindlicher als bipolar Transistor-basiert, TTL, Geräte. Schließlich haben die Vorteile von CMOS (besonders die spätere Reihe solcher als 74HC) schneidend die älteren TTL Chips, aber zur gleichen Zeit jemals LSI Techniken vergrößernd, die Modulspan-Annäherung umsäumt, um zu entwickeln. Die 4000 Reihen sind noch weit verfügbar, aber vielleicht weniger wichtig, als es zwei Jahrzehnte her war.

Die Reihe wurde gegen Ende der 1970er Jahre und der 1980er Jahre erweitert, um neue Typen einzuschließen, die neue Funktionen durchgeführt haben, oder bessere Versionen von vorhandenen Chips in den 4000 Reihen waren. Die meisten dieser neueren Chips wurden 45xx und 45xxx Benennungen gegeben, aber werden gewöhnlich noch von Ingenieuren als ein Teil der 4000 Reihen betrachtet.

In den 1990er Jahren haben einige Hersteller (z.B Instrumente von Texas) die 4000 Reihen zu ihrer neueren HCMOS Technologie mit Geräten solcher als 74HCT4060 Versorgung gleichwertiger Funktionalität zu 4060 IC, aber mit der größeren Geschwindigkeit getragen.

Integrierte Stromkreise der 4000 Reihen sind in Raumsatelliten viele Jahrzehnte lang verwendet worden.

Designrücksichten

Die ursprünglichen 4000 Reihen waren entweder in ungepufferten oder in gepufferten Eingängen und Produktionen verfügbar. Die gepufferten Produktionen können Quelle oder Becken, das aktueller ist als die ungepufferten Produktionen, das Bedürfnis nach getrennten umschaltenden Transistoren in einigen Designs beseitigend. Die gepufferten Versionen haben auch schnellere Produktionsschaltungszeiten, weil die Signalanstieg-Zeit der gepufferten Produktionsbühne schneller ist als dieses eines ungepufferten Geräts. Jedoch ist die gesamte Fortpflanzungsverzögerung durch die gepufferten Versionen höher wegen des zusätzlichen Schaltsystemes. Die gepufferten Geräte sind gegen die Produktionsschwingung mit sich langsam ändernden Eingängen empfindlicher. Entwerfer müssen die Wahl von gepufferten oder ungepufferten Teilen gemäß der Natur des Stromkreises bewerten, in dem die Geräte verwendet werden. Der zusätzliche Eingang und die Produktionstore auf den gepufferten Teilen machen sie auch geringfügig weniger empfindlich, um durch die elektrostatische Entladung (ESD) zu beschädigen.

Obwohl die ursprüngliche Benennung für ungepufferte und gepufferte Teile die Hinzufügung oder Nachsilbe 'von B' zum Teil-Code war (z.B: 4000A = ungepuffert, 4000B = gepuffert), einige Hersteller (z.B: Instrumente von Texas) später geändert zum Verwenden von UB (ungepuffert) und B hat Nachsilben (gepuffert) (z.B: 4000UB und 4000B).

Die Diagramme zeigen unten die Bauunterschiede zwischen einem einfachen gepufferten und ungepufferten CMOS NOCH Logiktor. Bemerken Sie, dass das Logiktor am Kern des gepufferten Teils wirklich ein NAND Tor ist, aber die gesamte Funktion des ganzen Stromkreises ist a NOCH Tor wegen der durch die Puffer durchgeführten Logikinversionen. (Ein verneinter NAND mit verneinten Eingängen wird a NOCH wie definiert, durch die Gesetze von De Morgan in der Boolean Algebra.) Die Festklemmen-Dioden auf den Eingängen sollen etwas Schutz gegen ESD anbieten.

Die 4000 Reihen erlauben den Gebrauch des "Kochbuch"-Designs, wo Standardstromkreis-Elemente geschaffen, geteilt, und mit anderen Stromkreisen mit wenigen, falls etwa, Verbindungsschwierigkeiten verbunden werden können. Das eilt außerordentlich das Design der neuen Hardware durch das Wiederverwenden des Standards nähert sich dem Stromkreis-Design. Im Gegensatz verlangen TTL Stromkreise, während ähnlich modular, häufig das viel sorgfältigere Verbinden, da die beschränkten fanout (und Anhänger - in) verlangen, dass das Laden jeder Produktion sorgfältig betrachtet wird. (Einige später reduzieren TTL Familien, wie 74LS dieses Problem mit fanouts 20.) Ist es auch zum Prototyp LSI Designs mit den 4000 Reihen viel leichter, und bekommen Sie repeatable und übertragbare Ergebnisse, wenn Sie sich zum mehr einheitlichen Design bewegen.

Etwas Sorge muss mit dem Design von Stromkreisen mit CMOS Chips genommen werden. Viele Teile bieten vielfache Logiktore in einem einzelnen Paket an, und es ist üblich, sie alle nicht zu brauchen. Ein Ingenieur, der vergisst, von 'punktgleich zu sein' (verbinden die unbenutzten Tor-Eingänge mit VSS oder VDD), kann finden, dass der Span übermäßigen Strom zieht. Das Problem wird durch das Beeinflussen in jedem Tor verursacht. Mit den getrennten Eingängen können die Tore in eine Weise beeinflusst werden, wo die Produktionen teilweise führen; das verlässt den Produktionspuffer Zeichnung von sehr viel Strom, da es nicht völlig auf oder aus ist, einen niedrigen Widerstand-Strom-Pfad zwischen den Macht-Versorgungsschienen schaffend.

Beispiel allgemeine 4000 Reihe-Chips

• 4000 - Doppel-3-Eingänge-NOCH Gate und Inverter

• 4001 - Viererkabel 2-Eingänge-NOCH Tor

• 4002 - Doppel-4-Eingänge-NOCH Tor ODER Tor
• 4008 - Volle 4-Bit-Viper
• 4010 - Hexe, die Puffer nichtumkehrt
• 4011 - NAND Viererkabel-2-Eingänge-Tor
• 4017 - Jahrzehnt-Schalter / Schalter von Johnson
• 4511 - BCD zum 7-Segmente-hat Fahrer GEFÜHRT

Bemerkenswerte Teile

Einige Teile sind in den 4000 Reihen wegen ihres Niveaus der Integration im Vergleich zu anderen Chips bemerkenswert. Diese Liste ist absichtlich unvollständig und wird gemeint, um eine Probe der interessanteren Teile in der Reihe zur Verfügung zu stellen. Geräte, die nützlich sind, um analoge Signale (wie die 4066, und 4051 bis 4053) zu schalten, haben fortgesetzt, Beliebtheit in einigen Audiodesigns zu genießen (obwohl nicht4000 Reihe-Chips, häufig mit weniger Verzerrung, jetzt verfügbar sind).

4017-Jahrzehnte-Schalter

Die 4017 IC sind ein CMOS 16-Nadeln-Jahrzehnt-Schalter von den 4000 Reihen. Es nimmt Uhr-Pulse vom Uhr-Eingang, und lässt eine der zehn Produktionen in der Folge jedes Mal herankommen, wenn ein Uhr-Puls ankommt.

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Beispiel: Elektronisches Roulette

Das Stromkreis-Diagramm auf dem Recht zeigt, wie man ein Spiel des Roulettes mit dem 4017-Jahrzehnte-Schalter und den verschiedenen anderen elektronischen Teilen schafft. Der variable Widerstand passt die Drehungsgeschwindigkeit an.

4026 Schalter und Anzeigedecoder

Die 4026 IC sind ein CMOS 16-Nadeln-Sieben-Segmentschalter von den 4000 Reihen. Es zählt Uhr-Pulse auf und gibt die Produktion in einer Form zurück, die auf einer Sieben-Segmentanzeige gezeigt werden kann. Das vermeidet, eine binär codierte Dezimalzahl am Sieben-Segmentdecoder zu verwenden, aber er kann nur verwendet werden, um die (dezimalen) Ziffern 0-9 zu zeigen.

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4511 BCD zum Sieben-Segmentdecoder

Die 4511 IC sind ein 16-Nadeln-CMOS BCD zum Sieben-Segmentdecoder von den 4000 Reihen. Es nimmt die binär codierte Dezimalzahl von einem binären Schalter und decodiert es, um eine Sieben-Segmentanzeige zu steuern.

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Siehe auch

• Die Liste von 4000 Reihen hat Stromkreise integriert
• 7400 Reihen
• Die Liste von 7400 Reihen hat Stromkreise integriert
• Logiktor

Außenverbindungen

• Liste von 4000 Reihen ICs, der durch NXP Halbleiter verfertigt ist
• Gründliche Liste von 4000 Reihen ICs
• 4000B Reihe CMOS Funktionelle Diagramme
• 4000 Reihe-Logik und Analoges Schaltsystem, Durch James M Bryant