TTL được xây dựng từ các transistor lưỡng cực. Tên gọi transistor-transistor logic là do nó đảm nhiệm hai chức năng, một là làm cổng logic (ví dụ AND) và hai là chức năng khuếch đại được các transistor thực hiện.
Công nghệ MOS có tên gọi xuất xứ từ cấu trúc MOS cơ bản của một điện cực nằm trên lớp oxit cách nhiệt, dưới lớp oxit là đế bán dẫn. Transistor trong công nghệ MOS là transistor hiệu ứng trường, gọi là MOSFET (metal oxide silicon field effect transistor). Có nghĩa điện trường ở phía điện cực kim loại của lớp oxit cách nhiệt có ảnh hưởng đến điện trở của đế. Phần nhiều IC số MOS được thiết kế hết bằng MOSFET, không cần đến linh kiện nào khác.
IC cổng logic
74LS00: Cổng NAND (4 cổng NAND 2 ngõ vào)
74LS01: Cổng NAND (4 cổng NAND 2 ngõ vào)
74LS02: Cổng NOR (4 cổng NOR 2 ngõ vào)
74LS03: Cổng NAND (4 cổng NAND 2 ngõ vào)
74LS04: Cổng NOT (6 cổng NOT)
74LS05: Cổng NOT (6 cổng NOT)
74LS06: Cổng NOT (6 cổng NOT với cực thu hở)
74LS07: Cổng NOT
74LS08: Cổng AND (4 cổng AND 2 ngõ vào)
74LS09: Cổng AND (4 cổng AND 2 ngõ vào)
74LS10: Cổng NAND (3 cổng NAND 3 ngõ vào)
74LS11: Cổng AND (3 cổng AND 3 ngõ vào)
74LS12: Cổng NAND (3 cổng NAND 3 ngõ vào, cực thu hở)
74LS13: Cổng NAND, Schitt Trigger (2 cổng NAND 4 ngõ vào)
74LS14: Cổng NOT, Schitt Trigger (6 cổng NOT)
74LS15: Cổng AND (3 cổng AND 3 ngõ vào)
74LS16: Drive, Inverting, 15V
74LS17: Drive, Inverting, 15V
74LS18: Cổng NAND, Schitt Trigger (2 cổng NAND 4 ngõ vào)
74LS19: Cổng NOT, Schitt Trigger (6 cổng NOT)
74LS20: Cổng NAND (2 cổng NAND 4 ngõ vào)
74LS20: Cổng AND (2 cổng AND 4 ngõ vào)
74LS21: Cổng AND (2 cổng AND 4 ngõ vào)
74LS22: Cổng NAND (2 cổng NAND 4 ngõ vào, cực thu hở)
74LS23: Cổng NAND (2 cổng NAND 4 ngõ vào)
74LS25: Cổng NOR (2 cổng NOR 4 ngõ vào)
74LS26: Cổng NAND (4 cổng NAND 2 ngõ vào)
74LS27: Cổng NOR (3 cổng NOR 3 ngõ vào)
74LS28: Cổng NOR (4 cổng NOR 2 ngõ vào)
74LS30: Cổng NAND (1 cổng NAND 8 ngõ vào)
74LS31: Cổng NAND
74LS32: Cổng OR (4 cổng OR 2 ngõ vào)
74LS33: Cổng NOR (4 cổng NOR 2 ngõ vào, cực thu hở)
74LS34: Driver, not inverting
74LS36: Cổng NOR (4 cổng NOR 2 ngõ vào)
74LS37: Cổng NAND (4 cổng NAND 2 ngõ vào)
74LS38: Cổng NAND (4 cổng NAND 2 ngõ vào)
74LS40: Cổng NAND (2 cổng NAND 4 ngõ vào)
74LS41: Cổng NOT (6 cổng NOT)
IC giải mã
74LS42: Giải mã 4 đường sang 10 đường
74LS43: Giải mã thừa 3 sang thập phân
74LS44: Giải mã Gray, thừa 3 sang thập phân
74LS45: Giải mã BCD sang thập phân
74LS46: Giải mã BCD sang led 7 đoạn loại anode chung
74LS47: Giải mã BCD sang led 7 đoạn loại anode chung
74LS48: Giải mã BCD sang led 7 đoạn loại cathode chung
74LS49: Giải mã BCD sang led 7 đoạn loại cathode chung
74LS138: Giải mã 3 đường sang 8 đường
74LS139: Giải mã 2 đường sang 4 đường
74LS154: Giải mã 4 đường sang 16 đường
74LS155: Giải mã 2 đường sang 4 đường
74LS156: Giải mã 2 đường sang 4 đường
74LS167: Giải mã 2 đường sang 4 đường
IC mã hóa
74LS147: Mã hóa ưu tiên 10 đường sang 4 đường
74LS148: Mã hóa ưu tiên 8 đường sang 3 đường
IC đa hợp
74LS150: Đa hợp 16 sang 1
74LS151: Đa hợp 16 sang 1
74LS153: Đa hợp 4 sang 1
74LS157: Đa hợp 2 sang 2
74LS158: Đa hợp 2 sang 1
IC Flip-Flop
74LS73: Flip-Flop JK (2 FF-JK, xung kích cạnh xuống với ngõ vào Clear)
74LS74: Flip-Flop D (2 FF-D, xung kích cạnh lên với ngõ Preset và Clear)
74LS75: Chốt D
74LS76: Flip-Flop JK (2 FF-JK)
74LS107: Flip-Flop JK (2 FF-JK)
74LS112 : Flip-Flop JK (2 FF-JK xung kích cạnh xuống với đầu vào Preset và Clear)
74LS114 : Flip-Flop JK (2 FF-JK xung kích cạnh xuống với đầu vào Clear chung, CLK chung)
74LS174 : Flip-Flop D (6 FF-D xung kích cạnh lên, với đầu vào Clear chung)
74LS175: Flip-Flop D (4 FF-D xung kích cạnh lên với đầu vào Clear chung)
74LS276: Flip-Flop JK (4 FF-JK xung kích cạnh xuống với đầu vào Preset và Clear chung, CLK riêng)
74LS279: Chốt RS
74LS573 , 74LS 574 : 8 chốt D
IC đếm
74192 , 74193 : Bộ đếm thuận nghịch nhị phân 4 bit có đầu ra nối tiếp khi tràn. Cho phép chọn hệ số đếm bất kì .
74190 , 74191 : Bộ đếm thuận nghịch nhị phân 4 bít . Không có xung đầu ra khi tràn . Cho phép chọn hệ số đếm .
74163 : Đếm thuận 4 bít , Preset đồng bộ , Clear đồng bộ .
74168 : Đếm thuận nghịch thập phân , Preset đồng bộ , Không có Clear
74161 : Đếm thuận 4 bít , Preset đồng bộ , Clear không đồng bộ
74162 : Đếm thập phân , Preset đồng bộ , Clear đồng bộ
76160 : Đếm thuận thập phân , Preset đồng bộ , Clear không đồng bộ2 – Các IC đếm không đồng bộ
7393 , 74293 : Nhị phân 4 bit
7393 : Hai bộ nhị phân 4 bít
7492 : Chia cho 12
7490 , 74196 , 74290 : Đếm thập phân
Cổng NAND đầu vào 74LS00 Quad 2
74LS01 Cổng NAND đầu vào Quad 2 (OC)
74LS02 Cổng NOR đầu vào Quad 2
74LS03 Cổng NAND đầu vào Quad 2
Biến tần Hex 74LS04
74LS05 Biến tần Hex (OC)
Bộ đệm / trình điều khiển biến tần Hex 74LS06
74LS08 Quad 2 đầu vào AND
74LS09 Cổng AND đầu vào Quad 2 (OC)
74LS10 Cổng NAND ba đầu vào ba đầu vào
74LS11 Cổng AND ba đầu vào 3
74LS12 Cổng NAND 3 đầu vào ba (OC)
74LS13 Bộ kích hoạt Schmitt cổng NAND 4 đầu vào kép
74LS14 Hex Biến tần Schmitt kích hoạt
74LS16 Biến tần Hex (OC)
74LS15 Cổng AND ba đầu vào 3 (OC)
74LS20 Cổng NAND 4 đầu vào kép
74LS21 Cổng AND 4 đầu vào kép
74LS22 Cổng NAND 4 đầu vào kép (OC)
7425 Cổng NOR 4 đầu vào kép với đèn nhấp nháy
74LS22 Cổng NAND 4 đầu vào kép (OC)
7425 Cổng NOR 4 đầu vào kép với đèn nhấp nháy
74LS27 Cổng NOR ba đầu vào ba ba
74LS30 8 cổng NAND đầu vào
74LS32 Quad 2 đầu vào HOẶC cổng
74LS38 Bộ đệm cổng NAND Quad 2 đầu vào
Bộ giải mã 74LS42 BCD sang DEC
Bộ giải mã 7445 BCD sang DEC
Bộ giải mã / trình điều khiển 74LS47 BCD sang 7 seg
Bộ giải mã / trình điều khiển 74LS48 BCD đến 7 seg
Cổng 74LS51 VÀ / HOẶC / INVERT
Cổng 74LS54 VÀ / HOẶC / INVERT
Cổng 74F64 VÀ / HOẶC / INVERT
7470 JK flip flop
7472 JK M / S flip flop
74LS73 Dual JK flip flop rõ ràng
74LS74 Dép xỏ ngón loại D kép có cài đặt trước và rõ ràng
74LS75 4 bit chốt có thể bistable
Dép xỏ ngón 74LS76 Dual JK có cài đặt trước và rõ ràng
Bộ cộng đầy đủ 74LS83 4 bit
Bộ so sánh độ lớn 4 bit 74LS85
Cổng XOR đầu vào 74LS86 Quad 2
Bộ đếm thập kỷ 74LS90
74LS91 thanh ghi dịch chuyển 8-bit
74LS92 Chia cho 12 bộ đếm
Bộ đếm nhị phân 74LS93
74LS95 thanh ghi dịch chuyển 4 bit
Dép xỏ ngón 74LS107 Dual JK rõ ràng
74LS109 Dép nắp gập kép JK pos edge trig
74LS112 Dép lật ba cạnh JK kép JK
74121 Multivibrator đơn nhất
74LS122 Bộ điều khiển đa vi mạch đơn nhất
74LS123 Multivibrator đơn nhất
74LS125 Multivibrator đơn nhất
74LS132 Cổng NAND đầu vào Quad 2 đầu vào Kích hoạt Schmitt
74S133 13 đầu vào NAND
74LS136 Quad 2 đầu vào XOR (OC)
Bộ giải mã / demux 74LS138 3 đến 8 dòng
74LS139 Bộ giải mã / demux kép 1 trong 4
74LS147 10 dòng – bộ mã hóa ưu tiên bát phân 4 dòng
74LS148 8 dòng – bộ mã hóa ưu tiên bát phân 3 dòng
74150 Bộ chọn dữ liệu / mux
74LS151 8 đầu vào MUX
74LS153 Bộ ghép kênh kép 4-to-1
74LS154 4-to16 bộ giải mã / demux
74LS155 Bộ giải mã / demux kép 2 dòng sang 4 dòng
74LS156 Bộ giải mã / demux kép 2 dòng sang 4 dòng (OC)
74LS157 Quad 2 đầu vào MUX
74LS158 Quad 2 đầu vào MUX với đầu ra thừa
Bộ đếm thập kỷ 74LS160 BCD
Bộ đếm nhị phân 4 bit đồng bộ 74LS161
Bộ đếm thập kỷ 74LS162 BCD
Bộ đếm nhị phân 4 bit không đồng bộ 74LS163
Thanh ghi dịch chuyển SIPO 74LS164 8 bit
74LS165 Thanh ghi dịch chuyển PISO 8 bit
74LS166 Thanh ghi dịch chuyển PISO 8 bit
74LS 174 Hex D loại flip flop với rõ ràng
74LS175 Quad D loại flip flop với rõ ràng
Bộ đếm thập kỷ 74176
74177 Bộ đếm nhị phân
74LS191 bộ đếm lên / xuống nhị phân 4 bit
Bộ đếm lên / xuống 74LS192 BCD
74LS193 bộ đếm lên / xuống nhị phân 4 bit
74LS195 thanh ghi dịch chuyển 4 bit
74LS196 Bộ đếm thập kỷ có thể đặt trước
74LS197 Bộ đếm nhị phân có thể đặt trước
74199 thanh ghi dịch chuyển 8-bit
74LS221 Dual monostable multivibrator
Bộ nhớ FIFO 74S225 16×5
74LS240 Bộ đệm bát phân / trình điều khiển dòng
74LS241 Bộ đệm 3 trạng thái bát phân
74LS244 Bộ đệm bát phân / trình điều khiển dòng
74LS245 Bộ thu phát bus bát phân
74LS251 Bộ chọn dữ liệu / MUX
74LS257 Quad 2 đầu vào mux 3 trạng thái
74LS259 chốt địa chỉ 8 bit
74LS266 Quad 2 đầu vào XNOR (OC)
74LS273 Dép lật loại bát phân D có trong suốt
74LS280 Bộ tạo chẵn lẻ 9 bit / chẵn lẻ
74LS298 Quad 2 đầu vào MUX với bộ nhớ
74LS299 Thanh ghi dịch chuyển đa năng 8 bit
Thanh ghi dịch chuyển 8-bit 74LS323
Trình điều khiển xe buýt 74LS367 Hex
74LS368 trình điều khiển xe buýt Hex với biến tần
74LS373 Chốt trong suốt bát phân
74LS374 Dép lật loại bát phân 3 trạng thái
74LS390 Bộ đếm thập kỷ 4 bit kép
74LS393 Bộ đếm nhị phân 4 bit kép
74LS395 thanh ghi dịch chuyển 4 bit
74LS540 Bộ đệm bát phân 3 trạng thái
74LS541 Đầu ra 3 trạng thái bộ đệm bát phân
HỌ IC TTL
TTL bắt đầu bằng mã số 54 hay 74. Mã 54 được dùng trong quân sự hay công nghệ cao nên không trình bày, ở đây chỉ nói đến mã 74 dùng trong dân sự hay thương mại. Theo công nghệ chế tạo, các loại 74 khác nhau bao gồm:
TTL loại thường 74XX :
Loại này được ra đời sớm nhất ngay từ năm 1964, là sản phẩm của tập đoàn Texas Instruments. Ngày nay vẫn còn dùng. Loại này dung hoà giữa tốc độ chuyển mạch và mất mát năng lượng (công suất tiêu tán). Nền tảng bên trong mạch thường là loại ngõ ra cột chạm như đã nói ở phần trước. Một số kí hiệu cho cổng logic loại này như 7400 là IC chứa 4 cổng nand 2 ngõ vào, 7404 là 6 cổng đảo,… Cần để ý là khi tra IC, ngoài mã số chung đầu là 74, 2 số sau chỉ chức năng logic, còn có một số chữ cái đứng trước mã 74 để chỉ nhà sản xuất như SN là của Texas Instrument, DM là của National Semiconductor,…
TTL công suất thấp 74LXX và TTL công suất cao 74HXX
Loại 74LXX có công suất tiêu tán giảm đi 10 lần so với loại thường nhưng tốc độ chuyển mạch cũng giảm đi 10 lần. Còn loại 74HXX thì tốc độ gấp đôi loại thường nhưng công suất cũng gấp đôi luôn. Hai loại này ngày nay không còn được dùng nữa, công nghệ schottky và công nghệ CMOS (sẽ học ở bài sau) đã thay thế chúng
TTL schottky 74SXX và 74LSXX
Hai loại này sử dụng công nghệ schottlky nhằm tăng tốc độ chuyển mạch như đã nói ở phần trước. Với loại 74LSXX, điện trở phân cực được giảm xuống đáng kể so với loại 74SXX nhằm giảm công suất tiêu tán của mạch. 74LSXX được coi là CHỦ LỰC của họ TTL trong những năm 1980 và ngày nay mặc dù không còn là loại tốt nhưng nó vẫn là loại phổ dụng.
TTL shorttky tiên tiến 74ASXX và 74ALSXX
Hai loại này được phát triển từ 74SXX và 74LSXX nhưng có thêm nhiều sửa đổi mới trong mạch do đó có nhiều đặc điểm nổi bật hơn hẳn các loại trước
- Có hoạt động logic và chân ra nói chung là giống như các loại trước
- Giập dao động trên đường dẫn tốt hơn
- Chống nhiễu và ổn định cao hơn trong suốt cả khoảng nhiệt độ chạy
- Dòng ngõ vào giảm đi một nửa
- Sức thúc tải gấp đôi
- Tần số hoạt động tăng lên trong khi công suất tiêu tán lại giảm xuống
Điểm mạnh của nó thì có nhiều nhưng giá thành còn khá cao, nên chúng dùng chưa rộng rãi bằng 74LSXX, thường được dùng trong máy vi tính hay các ứng dụng đòi hỏi tần số cao.
TTL nhanh 74FXX
Đây là loại TTL mới nhất sử dụng kĩ thuật làm mạch tích hợp kiểu mới nhằm giảm bớt điện dung giữa các linh kiện hầu rút ngắn thời gian trễ do truyền, tức tăng tốc độ chuyển mạch. Loại này do hãng Motorola sản xuất và thường được dùng trong máy vi tính nơi cần tốc độ rất rất nhanh.
IC số TTL họ 74xx có các dòng sau đây:
74LS (Low-power Schottky): Giống như IC bản gốc, sử dụng mạch TTL (Transistor-Transistor Logic), tốc độ nhanh nhưng đòi hỏi nhiều điện hơn các IC sau này. Dòng 74 thường vẫn được gọi là ‘TTL series’ mặc dù các IC mới nhất không sử dụng TTL!
74C: CMOS có cùng sơ đồ chân và chức năng với IC số TTL nếu có cùng số. Thí dụ IC 74C74 là IC gồm 2 FF-D tác động bởi cạnh xung đồng hồ giống như IC 7474 của họ TTL. Hầu hết (nhưng không tất cả) các thông số của loạt 74C giống với 74 TTL nên ta có thể thay thế 2 loại này cho nhau được.
74HC (High speed CMOS): Đây là dòng cải tiến của 74C, có mạch CMOS tốc độ cao, kết hợp tốc độ của IC số TTL với mức tiêu thụ điện năng rất thấp của dòng 40xx. Chúng là các vi mạch CMOS có cùng cách sắp xếp chân như dòng 74LS.
74HCT là phiên bản đặc biệt của 74HC với ngõ vào tương thích với dòng 74LS, do đó 74HCT có thể được kết hợp với 74LS trong cùng một hệ thống. Trên thực tế, 74HCT có thể được sử dụng như một sự thay thế trực tiếp công suất thấp cho các IC 74LS cũ trong hầu hết các mạch. Nhược điểm nhỏ của 74HCT là khả năng chống nhiễu thấp hơn, nhưng đây không phải là vấn đề trong hầu hết các mạch.
74AC và 74ACT (Advance CMOS) cải tiến của 74HC và HCT về mặt chống nhiễu bằng cách sắp xếp lại các chân, do đó nó không tương thích với TTL về sơ đồ chân.
Đối với hầu hết các các mạch, dòng 74HC là lựa chọn tốt nhất. Dòng 74LS và 74HCT yêu cầu nguồn điện 5V nên không thuận tiện cho hoạt động của pin.
Phân loại IC logic CMOS
Có nhiều loại IC logic CMOS với cách đóng vỏ (package) và chân ra giống như các IC loại TTL. Các IC có quy mô tích hợp nhỏ SSI vỏ DIP (dual inline package): với hai hàng chân thẳng hàng 14 hay 16 được dùng phổ biến.
CMOS cũ họ 4000, 4500
Hãng RCA của Mỹ đã cho ra đời loại CMOS đầu tiên lấy tên CD4000A. Về sau RCA có cải tiến để cho ra loạt CD4000B có thêm tầng đệm ra, sau này hãng lại bổ sung thêm loạt CD4500, CD4700.
Hãng Motorola (Mỹ) sau đó cũng cho ra loạt CMOS MC14000, MC14000B, MC14500 tương thích với sản phẩm cũ của RCA.
Đặc điểm chung của loạt này là :
Điện áp nguồn cung cấp từ 3V đến 18V mà thường nhất là từ 5 đến 15 V.
Chúng có công suất tiêu hao nhỏ
Riêng loại 4000B do có thêm tầng đệm ra nên dòng ra lớn hơn, kháng nhiễu tốt hơn mà tốc độ cũng nhanh hơn loại 4000A trước đó.
Tuy nhiên các loại trên về tốc độ thì tỏ ra khá chậm chạp và dòng cũng nhỏ hơn nhiều so với các loại TTL và CMOS khác. Chính vì vậy chúng không được sử dụng rộng rãi ở các thiết kế hiện đại.
Loại 74CXX
Đây là loại CMOS được sản xuất ra để tương thích với các loại TTL về nhiều mặt như chức năng, chân ra nhưng khoản nguồn nuôi thì rộng hơn. Các đặc tính của loại này tốt hơn loại CMOS trước đó một chút tuy nhiên nó lại ít được sử dụng do đã có nhiều loại CMOS sau đó thay thế loại CMOS tốc độ cao 74HCXX và 74HCTXX. Đây là 2 loại CMOS được phát triển từ 74CXX.
74HCXX có dòng ra lớn và tốc độ nhanh hơn hẳn 74CXX, tốc độ của nó tương đương với loại 74LSXX, nhưng công suất tiêu tán thì thấp hơn. Nguồn cho nó là từ 2V đến 6V.
Còn 74HCTXX chính là 74HCXX nhưng tương thích với TTL nhiều hơn như nguồn vào gần giống TTL : 4,5V đến 5,5V. Do đó 74HCTXX có thể thay thế trực tiếp cho 74LSXX và giao tiếp với các loại TTL rất bình thường.
Ngày nay 74HC và 74HCT trở thành loại CMOS hay dùng nhất mà lại có thể thay thế trực tiếp cho loại TTL thông dụng.
Loại CMOS tiên tiến 74AC, 74ACT
Loại này được chế tạo ra có nhiều cải tiến cũng giống như bên TTL, nó sẽ hơn hẳn các loại trước đó nhưng việc sử dụng còn hạn chế cũng vẫn ở lí do giá thành còn cao.
Chẳng hạn cấu trúc mạch và chân ra được sắp xếp hợp lí giúp giảm những ảnh hưởng giữa các đường tín hiệu vào ra do đó chân ra của 2 loại này khác với chân ra của TTL.
Kháng nhiễu, trì hoãn truyền, tốc độ đồng hồ tối đa đều hơn hẳn loại 74HC, 74HCT.
Kí hiệu của chúng hơi khác một chút như 74AC11004 là tương ứng với 74HC04. 74ACT11293 là tương ứng với 74HCT293.
Loại CMOS tốc độ cao FACT
Đây là sản phẩm của hãng Fairchild, loại này có tính năng trội hơn các sản phẩm tương ứng đã có.
Loại CMOS tốc độ cao tiên tiến 74AHC, 74AHCT
Đây là sản phẩm mới đã có những cải tiến từ loại 74HC và 74HCT, chúng tận dụng được cả 2 ưu điểm lớn nhất của TTL là tốc độ cao và của CMOS là tiêu tán thấp do đó có thể thay thế trực tiếp cho 74HC và 74HCT.
