Поиск по сайту

2.6. Микросхемы серии КР1554

В настоящее время промышленность выпускает микросхемы серии КР1554, относящиеся по структуре к группе КМОП. Они практически по всем параметрам превосходят микросхемы ТТЛ и КМОП всех серий, лишь незначительно уступая по задержке переключения наиболее быстродействующим микросхемам ТТЛ.

Микросхемы выполнены в пластмассовом корпусе с числом выводов 14, 16 и 20. Шаг выводов - 2,5 мм. С плюсовым проводом питания всегда соединяют вывод с наибольшим номером, а с общим проводом - вывод с вдвое меньшим номером.

Напряжение питания микросхем серии КР1554 - от 2 до 6 В, параметры нормируют при значениях напряжения питания 3,3 ±0,3 В и 5 В ±10%. Рабочий температурный интервал -45…+85 С. Ток, потребляемый в статическом режиме, по нормам технических условий не превышает 4 мкА для простых микросхем и 8 мкА для микросхем средней степени интеграции; реально он значительно меньше.

Все микросхемы этой серии отличаются очень высокой нагрузочной способностью - при высоком логическом уровне на выходе, напряжении питания 4,5 В и выходном напряжении 3,86 В выходной вытекающий ток не менее 24 мА; при напряжении питания 3 В и выходном напряжении 2,56 В выходной ток не менее 12 мА. Таковы же нормы и на втекающий выходной ток при низком логическом выходном уровне при выходном напряжении 0,32 В для тех же значений напряжения питания.

При напряжении питания 5 В возможна работа микросхем в импульсном режиме на согласованный на конце кабель с волновым сопротивлением 50 или 75 Ом. Длительность импульсов при этом не должна быть больше 20 мс, а скважность следует выбирать так, чтобы рассеиваемая мощность не превышала 500 мВт для микросхем в корпусе с 14 или 16 выводами и 600 мВт - с 20 выводами. На нагрузке 50 Ом гарантировано напряжение 3,85 В при высоком уровне и подключении нагрузки к общему проводу, выходное напряжение не превышает 1,1 В при низком выходном уровне и подключении нагрузки к источнику питания микросхемы.

На рис. 279 показаны типовые зависимости выходного напряжения от выходного тока (U1вых для выхода в единичном состоянии, U0вых - в нулевом). Выходное сопротивление элементов при небольших значениях выходного тока равно 8…10 Ом.

Типовая средняя задержка распространения сигнала для простых микросхем - около 4 нс, тактовая частота последовательностных микросхем достигает 150 МГц. Для сложных микросхем задержка распространения сигнала может доходить до 10…15 нс. Динамические параметры гарантированы при емкости нагрузки 50 пФ, максимально допустимая емкость - 500 пФ.

По функционированию, обозначению и разводке выводов почти все микросхемы серии КР1554 подобны соответствующим серий ТТЛ, есть несколько микросхем - аналогов из традиционных серии КМОП, имеющих отличные от других обозначения, есть оригинальные микросхемы, отсутствующие в других сериях.

В табл. 11 представлены наименование микросхем серии КР1554, их функциональное назначение, число выводов, предельная частота работы последовательностных микросхем этой серии, внутренняя емкость и ссылка на рисунки, на которых приведены их аналоги в ранее рассмотренных сериях.

К оригинальным можно отнести КР1554ИР40 и КР1554ИР41 (рис. 280). По логике работы, разводке выводов, электрическим параметрам они соответствуют микросхемам КР1554ИР22 и КР1554ИР23, но отличаются инвертированием выходных сигналов. Микросхема КР1554ЛИ9 - шесть повторителей входного сигнала - по разводке выводов соответствует К561ПУ8 (рис. 164).

Новый параметр в таблице - внутренняя емкость С , необходимая для расчета потребляемой микросхемами мощности в динамическом режиме. В данном случае потребляемый ток I прямо пропорционален частоте входного сигнала Fвых и внутренней емкости элемента микросхемы. Кроме того, потребляе мый ток зависит от емкости нагрузки Сн, его можно рассчитать по следующей формуле:Iпот=Uпит(СвнFвх+CнFвых ), где Uпит - напряжение питания, Fвых -частота выходных импульсов.

В формуле под Сн подразумевается суммарная емкость нагрузки для всех выходов. Если на разных выходах частота импульсов разная, в этой формуле в скобках для каждого выхода должно быть свое произведение емкости нагрузки на частоту выходных импульсов. Входная емкость, значение которой необходимо учитывать при расчете емкости нагрузки, для всех микросхем равна 4,5 пФ.

Обозначение микросхемы	Функциональное назначение	Число выводов корпуса	Предельная частота, МГц, при Uпиm, В		Внутр. емкость, пФ	Номер рис.
Обозначение микросхемы	Функциональное назначение	Число выводов корпуса	3	4,5	Внутр. емкость, пФ	Номер рис.
КР1554АПЗ	8 инвертирующих буферных элементов (z)	20	-		45	10
КР1554АП4	8 буферных элементов (Z)	20	-	-	45	10
КР1554АП5	8 буферных элементов (Z)	20	-	-	45	10
КР1554АП6	8 двунаправленных буферных элементов	20	-	-	45	10
КР1554ИД14	2 дешифратора 2-4	16	-	-	40	97
КР1554ИЕ6	Десятичный реверсивный счетчик	16	90	130	65	28
КР1554ИЕ7	Двоичный реверсивный счетчик	16	90	130	65	28
КР1554ИЕ10	Двоичный синхронный счетчик	16	70	110	45	38
КР1554ИЕ18	Двоичный счетчик с синхронными предустановкой и обнулением	16	70	110	45	46
КР1554ИЕ23	2 четырехразрядных двоичных счетчика	16	75.	85	50	195 К561 ИЕ10
КР1554ИП&	Девятивходовый сумматор по модулю 2	14	-	-	50	135
КР1554ИР22	Восьмиразрядный регистр хранения информации (Z)	. 20	-	-	80	69
КР1554ИР23	Восьмиразрядный регистр хранения информации (Z)	20	60	100	80	69
КР1554ИР24	Восьмиразрядный реверсивный сдвиговый регистр	20	55	130	50	70
КР1554ИР29	Восьмиразрядный реверсивный сдвиговый регистр	20	55	130	50	74
КР1554ИР35	Восьмиразрядный регистр хранения информации	20	90	140	50	78
КР1554ИР40	Восьмиразрядный регистр хранения информации (Z) с инверсными выходами	20	60	100	80	280
КР1554ИР41	Восьмиразрядный регистр хранения информации (Z) с инверсными выходами	20	60	100	80	280
КР1554ИР46	2 четырехразрядных сдвиговых регистра	16	75	85	50	228 К176ИР2
КР1564ИР47	18-разрядный сдвиговый регистр	14	75	85	50	228 564ИР1
КР1554ИР51	Четырехразрядный сдвиговый регистр	16	75	85	50	228 К561ИР9
КР1554КП2	2 мультиплексора 4-1	16	-	-	65	105
КР1554КП11	4 мультиплексора 2-1; Z	16	-	-	50	105
КР1554КП12	2 мультиплексора 4-1; Z	16	-	-	50	105
КР1554КП14	4 мультиплексора с инверсией 2-1 ;Z	16	-	-	55	105
КР1554КП16	4 мультиплексора 2-1	16	-	-	50	105
КР1554КП18	4 мультиплексора с инверсией 2-1	16	-	-	45	105
КР1554ЛА1	2 элемента 4И-НЕ	14	-	-	30	2
КР1554ЛАЗ	4 элемента 2И-КЕ	14	-	-	30	2
КР1554ЛА4	3 элемента ЗИ-НЕ	14	-	-	30	2
КР1554ЛЕ1	4 элемента 2ИЛИ-НЕ	14	-	-	30	3
КР1554ЛЕ4	3 элемента ЗИЛИ-НЕ	14	-	-	30	3
КР1554ЛИ1	4 элемента 2И	14	-	-	30	4
КР1554ЛИ6	2 элемента 4И	14	-	-	30	4
КР1554ЛИ9	6 повторителей	14	-	-	30	164 К561ПУ8
КР1554ЛЛ1	4 элемента 2ИЛИ	14	-	-	30	5
КР1554ЛН1	6 элементов НЕ	14	-	-	30	6
КР1554ЛП5	4 сумматора по модулю 2	14	-	-	30	135
КР1554ТВ9	2 JK-триггера	16	100	140	35	16
КР1554ТВ15	2 JK-триггера	16	100	140	35	16
КР1554ТМ2	2 D-триггера	14	100	140	35	16
КР1554ТМ8	Четырехразрядный регистр	16	90	100	45	49
КР1554ТМ9	Четырехразрядный регистр	16	90	100	85	49

На рис. 281 изображена зависимость потребляемого тока от частоты входных импульсов для четырех элементов микросхемы КР1554ЛАЗ, соединенных в последовательную цепь. Выход каждого из первых трех элементов нагружен двумя входами следующего, выход последнего - конденсатором емкостью 9,1 пФ. Напряжение питания - 5 В. Показанная зависимость потребляемого тока от частоты для микросхем серии КР1554 соответствует сумме внутренней емкости и емкости нагрузки 35 пФ (паспортное значение этой суммы - 39 пФ).

На этом же рисунке представлены аналогичные зависимости для микросхем группы ЛАЗ серий ТТЛ и микросхемы К561ЛА7. Из сравнения графиков можно сделать вывод, что устройства на микросхемах серии КР1554 практически всегда будут потреблять меньшую мощность по сравнению с устройствами на микросхемах других рассматриваемых серий.

Повышенную по сравнению с микросхемами серий К555 и КР1533 потребляемую микросхемами серии КР1554 мощность на высокой частоте объясняют меньшим логическим перепадом в микросхемах ТТЛ и, как следствие, необходимостью заряжать внутреннюю емкость и емкость нагрузки до меньшего напряжения, а также меньшими значениями сквозного тока у микросхем ТТЛ.

Микросхемы серии КР1554 можно широко применять вместо соответствующих микросхем серий ТТЛ и совместно с ними и микросхемами структуры КМОП. При управлении микросхемами ТТЛ сигналами микросхем серии КР1554, питающихся от того же источника питания, никаких мер по согласованию применять не требуется. Если же к выходу микросхемы ТТЛ подключен вход микросхемы серии КР1554 (как, впрочем, и любой другой серии КМОП), этот выход следует соединить с плюсовым проводом питания через резистор сопротивлением 2,2…5,1 кОм.

Поскольку микросхемы серии КР1554 обеспечивают малую длительность фронта и спада импульсов независимо от частоты, на которой работают, необходимо внимательно подходить к разводке печатных плат. Как минусовый, так и плюсовый проводники питания должны иметь максимальную ширину; для общего провода желательно использовать фольгу одной из сторон печатной платы целиком. Не следует скупиться на блокировочные конденсаторы цепи питания - надо устанавливать по одному конденсатору емкостью 0,033…0,047 мкФ на каждые 2-3 микросхемы.

Если нет необходимости в высоком быстродействии, микросхемы серии КР1554 применять нецелесообразно, лучше использовать серию К561 или КР1561. :

Микросхемы серии КР1554 значительно более устойчивы к воздействию статического электричества, чем микросхемы других серий структуры КМОП, однако при их монтаже и эксплуатации следует придерживаться обычных правил работы с такими микросхемами.