Systematik der integrierten Schaltungen Unterteilung nach Herstellungstechnologien Unterteilung nach Schaltungstechnologien Unterteilung nach Anzahl der integrierten Bauelemente Unterteilung nach Schaltzeiten (Schaltgeschwindigkeit) Unterteilung nach Temperaturbereichen Unterteilung nach Gehäusen Unterteilung nach Schaltungsfunktionen Unterteilung nach Einsatzgebieten Unterteilung nach universeller Verwendbarkeit
1 1 4 10 11 12 13 22 22 23
2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6
Gatter Allgemeines Logische Funktionen und Schaltungssymbole Wirkungsweise des NAND-Gatters Äquivalente Schaltungen Spezielle Gatterfunktionen Typenübersicht und Pinbelegung von TTL- und CMOS-Gatterschaltungen
28 28 28 30 31 32 37
3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
Flipflops RS-Flipflop Flipflop als Latch JK-Flipflop D-Flipflop Typenübersicht und Pinbelegung von TTL- und CMOS-Flipflopschaltungen
54 55 56 57 62
4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
Übersichten: TTL- und CMOS-Schaltungen Typenvergleich TTL- und CMOS-Schaltungen TTL-Baureihen (Übersicht) Entwicklung und allgemeine Eigenschaften der TTL-Baureihen Kenndaten der TTL-Baureihen CMOS-Baureihen Kenndaten der CMOS-Baureihen
72 72 72 73 80 80 84
5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6
Statische Eigenschaften von TTL-Schaltungen Signalpegel Kennwerte und Grenzwerte Schaltungen der NAND-Gatter Ausgangsstufen von TTL-Schaltungen Übertragungskennlinie Eingangskennlinie
85 85 86 88 91 97 99
63
VIII
Inhaltsverzeichnis
5.7 5.8 5.9 5.10
Ausgangskennlinie Eingangs- und Ausgangsströme Lastfaktor Parallelschaltung von OC-Ausgängen
102 105 107 109
6 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8
Dynamische Eigenschaften von TTL-Schaltungen Definition der Schaltzeiten Verzögerungszeit Speisestrom und Verlustleistung Maximale Lastkapazität Unbenutzte Eingänge Mindeststeilheit von Impulsflanken Ersatzlast TTL-FAST-Baureihe 74F
113 113 115 120 126 127 129 131 131
7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6
Störeinflüsse bei TTL-Schaltungen Allgemeines über Störungen Statischer Störabstand Dynamischer Störabstand Störungen durch Leitungsreflexionen Störungen durch Erd- und Speisespannungsleitungen Störungen durch Überkopplung
High-speed- und Advanced-CMOS-Schaltungen Allgemeine 74HC-Eigenschaften Übertragungskennlinie (74HC-Reihe) Ausgangskennlinie (74HC-Reihe) Verzögerungszeit und Impulsflanke (74HC-Reihe) Speisestrom und Leistungsaufnahme (74HC-Reihe) Pegelanpassung High-speed-CMOS-TTL Allgemeine 74AC-Eigenschaften Übertragungskennlinie (74AC-Reihe) Ausgangskennlinie (74AC-Reihe)
191 192 195 196 199 201 202 203 206 207
Inhaltsverzeichnis
IX
9.10 9.11
Verzögerungszeit und Impulsflanke (74AC-Reihe) Speisestrom und Leistungsaufnahme (74AC-Reihe)
209 212
10
Impulsgeneratoren
214
10.1 10.2 10.3 10.4
Impulsgeneratoren mit TTL-Schaltungen Impulsgeneratoren mit CMOS-Schaltungen Taktgeber Typenübersicht und Pinbelegung von Oszillatorschaltungen
214 217 219 222
11
Spezielle Schaltungsfunktionen
224
11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8
Monoflops Schmitt-Trigger Prellfreier Schalter Flankentriggerung Impulsausblendung Flankenversteilerung Impulsverzögerung Typenübersicht und Pinbelegung von Monoflop- und Schmitt-TriggerSchaltungen
Allgemeine Merkmale Unterschied zwischen Zähler und Teiler Codes von Zählern Synchrone Zähler Asynchrone Zähler Dezimal- oder dekadische Zähler Vorwärts- und Rückwärtszähler Ringzähler und Johnson-Zähler Praktische Zählerschaltungen Eigenschaften von TTL-Zählerschaltungen Typenübersicht und Pinbelegung von Zählerschaltungen
237 240 241 252 255 262 262 264 267 268 286
13
Schieberegister
294
13.1 13.2 13.3 13.4 13.5
Allgemeine Merkmale Ansteuerbedingungen Serielle und parallele Eingabe/Ausgabe Rechts- und Rechts/Links-Schieberegister Typenübersicht und Pinbelegung von Schieberegisterschaltungen
294 296 297 299 301
14
Decodierer
306
14.1 14.2 14.3 14.4 14.5 14.6
Allgemeine Begriffe Prinzip der Decodierung Decodierschaltungen für 2- bis 6stellige Codewörter Praktische Forderungen Umcodierer Typenübersicht und Pinbelegung von Decodierschaltungen
306 307 308 312 315 320
X
Inhaltsverzeichnis
15 15.1 15.2
Multiplexer Wirkungsweise Typenübersicht und Pinbelegung von Multiplexerschaltungen
326 326 327
16 16.1 16.2 16.3 16.4
Addierer Addition bei verschiedenen Codes Halbaddierer Volladdierer Typenübersicht und Pinbelegung von Addiererschaltungen
Stromtreiber Interfaceschaltungen Allgemeine Eigenschaften Ausgangsstufen für Treiber Gesteuerte Konstantstromquelle Treiber für TTL-Eingänge (Buffer) Treiber für CMOS-Eingänge (Buffer) Treiber für allgemeine Anwendungen Treiber mit Stromaufnahme (Sink-Strom) Treiber mit Stromabgabe (Source-Strom) Typenübersicht und Pinbelegung von Stromtreiber- und BufferSchaltungen (mit TP- und OC-Ausgang)
356 356 356 357 360 362 363 363 364 369
Leitungstreiber und -empfänger Leitungen zur Impulsübertragung Sammelleitung (Bus) Leitungsanpassung Unsymmetrische Leitungen Symmetrische Leitungen Störsicherheit Standards für Leitungen und Bussysteme (Schnittstellen) Typenübersicht und Pinbelegung von Leitungstreiber- und -empfängerschaltungen
