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Familien digitaler Bauelemente


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Familien digitaler Bauelemente

  • Der 74HC00 wird stellvertretend für den 7400, 74LS00 und 4001 beschrieben.
  • Die Daten treffen prinzipiell für alle Standard-Bausteine der Familien zu.
Familie TTL LS-TTL CMOS H-CMOS
Bezeichnung 7400 74LS00 4001 74HC00
Betriebsspannung 4,75V bis 5,25V 4,75V bis 5,25V 3V bis 15V 3V bis 6V
Gatterlaufzeit 10ns 9ns 50ns 9ns
maximale Frequenz
bei 5V
25MHz 40MHz 5MHz 50MHz
Leistung pro Gatter
bei 0Hz
10mW 2mW 1µW 1µW
Leistung pro Gatter
bei 1MHz
10mW 2mW 1mW 0,5mW
Max. Strom
bei Low; 5V
16mA 4mA 0,5mA 4mA
Max Strom
bei High; 5V
4mA 4mA 0,5mA 4mA

Übersicht über Logikfamilien

CMOS- und 74HC-Schutzschaltung

Die Ein- und Ausgänge der CMOS- 74HC- Bauelemente sind gegen Überspannung geschützt.

  • ESD Elektrostatische Entladung.
  • ESD ist die Abkürzung für elektrostatische Entladung (electrostatic discharge).

In gewissem Maße sind die Ein- und Ausgänge auch gegen fehlerhafte Spannungen aus Schaltungen geschützt.

Schutzschaltung

Im Prinzip ist die Schutzschaltung von 74HC- und CMOS-Bauelementen ähnlich. Sie unterscheiden sich jedoch in Details.

74HC-Schutzschaltung.png
Prinzipielle Schutzschaltung

Am Eingang liegt ein Widerstand, hinter dem über zwei Dioden nach VDD (+) und GND (-) abgeleitet werden. Manchmal (je nach Hersteller) ist eine der Dioden mit einem Widerstand diffundiert, verbunden.

Die Ausgänge sind über zwei Dioden nach VDD und GND gegen Überspannungen geschützt.

Eine weitere Diode schützt die Versorgungsspannung gegen Verpolung.

Die Widerstände liegen für 74HC um 100Ω und für CMOS im Bereich von 1kΩ.

Dieser Schutz ist nur begrenzt:

  • Es sind nur geringe Ströme in die Ein- bzw. Ausgänge erlaubt ohne die Bauelemente zu zerstören.
  • Die Ströme gelten für einen Ein- bzw. Ausgang und alle zusammen:
74HC ±20mA
CMOS ±10mA

Die 74HC4049 und 74HC4050 haben am Eingang keine Diode nach VDD. Sie haben Eingänge für Spannungen bis 15V.

Die Ein- und Ausgänge der CMOS- 74HC- Bauelemente sind gegen Überspannung geschützt.