Circuitos integrados de la serie 4000
La serie 4000 es una familia lógica CMOS de circuitos integrados (IC) introducida por primera vez en 1968 por RCA . [1] Tenía un rango de voltaje de suministro de 5 V a 20 V, que es mucho más alto que cualquier familia lógica contemporánea. Casi todos los fabricantes de circuitos integrados activos durante esta era inicial fabricaron modelos para esta serie. Su convención de nomenclatura todavía se usa en la actualidad.
Historia
La serie 4000 fue presentada como la serie CD4000 COS / MOS en 1968 por RCA [1] como una alternativa más versátil y de menor potencia a la serie 7400 de chips de lógica transistor-transistor (TTL). Las funciones lógicas se implementaron con la tecnología CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) . Aunque inicialmente se comercializó con el etiquetado "COS / MOS" por RCA (que significaba semiconductor de óxido metálico de simetría complementaria), la terminología CMOS más corta surgió como la preferencia de la industria para referirse a la tecnología. [2] Los primeros chips de la serie fueron diseñados por un grupo dirigido por Albert Medwin . [3]
La amplia adopción se vio inicialmente obstaculizada por las velocidades comparativamente más bajas de los diseños en comparación con los diseños basados en TTL. Las limitaciones de velocidad finalmente se superaron con métodos de fabricación más nuevos, dejando que los chips TTL más antiguos se eliminen gradualmente. La serie se amplió a finales de la década de 1970 y en la de 1980 con nuevos modelos que recibieron las designaciones 45xx y 45xxx, pero que los ingenieros suelen seguir considerando como parte de la serie 4000. En la década de 1990, algunos fabricantes (por ejemplo, Texas Instruments ) trasladaron la serie 4000 a diseños más nuevos basados en HCMOS para proporcionar mayores velocidades.
Consideraciones de diseño
La serie 4000 facilita un diseño de circuito más simple a través de un consumo de energía relativamente bajo , una amplia gama de voltajes de suministro y una capacidad de conducción de carga enormemente aumentada (fanout) . Esto hace que la serie sea ideal para su uso en la creación de prototipos de diseños LSI . Si bien el diseño basado en TTL es igualmente modular , requiere una planificación meticulosa de las características de carga eléctrica de un circuito. Los modelos con búfer pueden admitir corrientes eléctricas más altas, pero tienen un mayor riesgo de introducir retroalimentación no deseada . [4] [5] Muchos modelos contienen un alto nivel de integración, incluida la totalmente integradaVisualización de los contadores de 7 segmentos , contadores de anillo a pie , y sumadores completos .
Chips comunes
( puerta NOR cuádruple de 2 entradas )
- Puertas de una entrada
- 4049 - Puerta inverter hexagonal con potentes controladores de salida (capaz de controlar hasta cuatro entradas 74LS ).
- 4050 - Puerta de búfer hexagonal con potentes controladores de salida (capaz de controlar hasta cuatro entradas 74LS).
- 40106 - Puerta inverter hexagonal con entradas de disparador Schmitt .
- 40109 - Puerta de búfer cuádruple con rieles de alimentación dobles (traducción de nivel de voltaje).
- 4504 - Puerta de búfer hexagonal con rieles de alimentación dobles (traslación de nivel de voltaje).
- Puertas de dos entradas
- 4001 - Puerta NOR cuádruple de 2 entradas .
- 4011 - Puerta NAND cuádruple de 2 entradas .
- 4070 - Puerta XOR cuádruple de 2 entradas .
- 4071 - Puerta OR cuádruple de 2 entradas .
- 4077 - Puerta XNOR cuádruple de 2 entradas .
- 4081 - Puerta Y cuádruple de 2 entradas .
- 4093 - Puerta NAND cuádruple de 2 entradas con entradas de disparador Schmitt .
- 40107 - Puerta NAND doble de 2 entradas con controladores de salida de drenaje abierto de 136 mA en IC de 8 pines.
- También se encuentran disponibles chips de compuerta de tres, cuatro y ocho entradas.
- Chancletas
- 4013 - Dual tipo D del flip-flop . Cada flip-flop tiene datos independientes, Q, / Q, clock, reset, set.
- 40174 - Flip Flop hexagonal tipo D. Cada flip-flop tiene datos independientes y Q. Todos comparten el reloj y se reinician.
- 40175 - Flip Flop tipo D cuádruple. Cada flip-flop tiene datos independientes, Q, / Q. Todos comparten el reloj y se reinician.
- Contadores
- 4017 - Contador de décadas para decodificador de 10 salidas.
- 4026 - Contador de décadas para decodificador de dígitos de 7 segmentos .
- 40110 - Contador de décadas arriba / abajo para decodificador de pantalla de 7 segmentos con controladores de salida de 25 mA.
- 40192 - Contador de décadas ascendente / descendente con preajuste BCD de 4 bits.
- 40193 - Contador binario ascendente / descendente con preajuste binario de 4 bits.
- Decodificadores
- 4028: decodificador BCD de 4 bits a 10 salidas (se puede utilizar como decodificador binario de 3 bits a 8 salidas )
- 4511 - Decodificador de pantalla BCD de 4 bits a 7 segmentos con controladores de salida de 25 mA.
- Temporizadores
- 4047 - monoestable / astable Multivibrador con externa RC oscilador.
- 4060 - Contador de ondulación de 14 bits con RC externo u oscilador de cristal (larga duración) (entradas de disparo Schmitt) (se puede utilizar con cristal de 32,768 kHz)
- 4541 - Contador de rizado de 16 bits con oscilador RC externo (larga duración).
- Cosa análoga
- 4051 - Múx analógico único de 8 canales.
- 4066 - Interruptor analógico Quad SPST .
Ver también
- LVCMOS
- Circuitos integrados de la serie 7400
- Lista de circuitos integrados de la serie 7400
- Familia lógica
- Puerta lógica
- Dispositivo lógico programable
- Compatibilidad de pines
Referencias
- ^ a b "1963: Se inventa la configuración del circuito MOS complementario" . Museo de Historia de la Computación . Archivado desde el original el 23 de julio de 2019.
- ^ "Wright, Maury. Hitos importantes: el pionero de CMOS desarrolló un precursor del procesador EDN, 22/6/2006" . Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2007 . Consultado el 1 de julio de 2006 .
- ^ R. Jacob Baker (2010). CMOS: Diseño, trazado y simulación de circuitos (3ª ed.). John Wiley e hijos. pag. 7. ISBN 978-1-118-03823-9.
- ^ Comprensión de las características de los dispositivos de la serie CD4xxxB con búfer y sin búfer. Instrumentos Texas
- ^ Lancaster, Don. Libro de cocina CMOS , ISBN 0-672-21398-2
Otras lecturas
 | La electrónica práctica de Wikibook tiene una página sobre el tema de: circuitos integrados de la serie 4000 |
- Publicaciones periódicas
- Nuevos CI COS / MOS de bajo voltaje (CD4000A) ; Ingeniero RCA ; Vol. 17 No 1; Junio de 1971 a julio de 1971; Páginas 40–45.
- 15 artículos sobre CI COS / MOS ; Ingeniero RCA ; Vol. 18 No 4; Diciembre de 1972 a enero de 1973.
- Libros
- Libro de cocina CMOS ; 4th Ed; Don Lancaster , Howard Berlin; Elsevier; 512 páginas; 2019; ISBN 978-0672213984 . (archivo)
- Libro de consulta de CMOS ; 1ª Ed; Newton Braga; Prensa inmediata; 390 páginas; 2001; ISBN 978-0790612348 .
- Comprensión de los circuitos integrados CMOS ; 2nd Ed; Roger Melen y Harry Garland ; Sams Publishing; 144 páginas; 1979; ISBN 978-0672215988 . (archivo)
- Segundo Libro de Proyectos CMOS IC ; 1ª Ed; RA Penfold; Editorial Bernard Babani; 127 páginas; 1979; ISBN 978-0900162787 . (archivo)
- 50 proyectos CMOS IC ; 1ª Ed; RA Penfold; Editorial Bernards; 112 páginas; 1977; ISBN 978-0900162640 . (archivo)
- Manual de RCA COS / MOS IC ; 170 páginas; 1979; CMS-272.
- Manual de RCA COS / MOS IC ; Páginas por determinar; 1971; CMS-270.
- Libros de datos históricos
- Libro de datos RCA COS / MOS ; 649 páginas; 1975; SSD-203C.
- Libro de datos RCA CMOS ; 798 páginas; 1983; SSD-250C.
- Libro de datos Motorola CMOS ; 560 páginas; 1988.
- Libro de datos nacional de CMOS ; 930 páginas; 1981.
enlaces externos
 | Wikimedia Commons tiene medios relacionados con la serie 4000 . |
- Comprensión de los circuitos integrados lógicos digitales de la serie 4000 - revista Nuts and Volts
- Lista completa de circuitos integrados de la serie 4000 - Electronics Club
- Circuitos analógicos y lógicos de la serie 4000 : dispositivos analógicos
- Electrónica digital
- Circuitos integrados
