||◄◄ العائلان المنطقية ( TTL وَ CMOS ) #- تعاريف - خصائص - موافقة - ► ►||

[زكرياء المغربي]

بسم الله الرحمان الرحيم ، و الصلاة و السلام على اشرف المرسلين سيدنا محمد و على آله و صحبه و من تبعهم بالاحسان إلى يوم الدين .

||◄◄ العائلات المنطقية ( TTL وَ CMOS ) #- تعاريف - خصائص - موافقة - ► ►||

كما هو معروف و معتاد ، عندما نتكلم عن العائلات المنطقية ، سرعان ما نفكر في CMOS وَ TTL ، لكن ، هذا لا يعني أنها العائلات الوحيدة ، لكنها هي الاشهر و الاكثر استعمالا ، و على سبيل المثال ، توجد عائلة حديثة باسم ECL تعني emitter-coupled logic و هي بالمناسبة أسرع 100 مرة من CMOS (سلسلة 4000) ، لكن ، و كما جرت العادة ، كلنا نتعامل مع CMOS وَ TTL ، لذلك فاليوم سنتطرق لها وحدها ان شاء الله .

1 - تعاريف :

1.1 - عائلة TTL

هذه العائلة Transistor Transistor Logic ، تم انتاجها اول مرة سنة 1964 ، و تعتمد اساسا على ترانزسترات Bipolar نوع NPN .
1.2- عائلة CMOS
هذه العائلة Complementary Metal Oxide Semiconductor ، رأت النور سنة 1970 ، تعتمد اساسا على ترانزسترات MOS .

2 - سلسلة 74 - TTL - FAST CMOS -

في هذه السلسلة -74- ، تندرج 10 عائلات كبرى ، 7 خاصة بالـ TTL ، و 3 خاصة بـ CMOS تكون كالتالي :

بالنسبة للـ TTL :



بالنسبة للـ CMOS :



بالنسبة للكتابة التي نراها على المتكاملة فهي كالتالي :



ملاحظة مهمة :

كل العائلات السابقة المذكورة الخاصة بـ TTL ، جهد التغذية هو 5V+ مع هامش 5% ، باقي الخصائص للعائلتين ستنطرق لهما في الأسطر التالية .
الأكثر استعمالا بين العائلات السابقة لـ TTL هي LS و ALS .
العائلات السبع المذكورة ، 3 منها تعتمد ترانزستور Bipolar classic ، و 4 تعتمد نرانزستر schottky ( ترانزستر شوتكي هو ترانستور مصنوع من طبقة N أو P مع معدن ، حيث هو أسرع من Bipolar classic )
هذه الصورة توضح الأمر جليا :



بالنسبة للـ CMOS ، سلسلة 4000 ، جهد التغذية من 3V إلى 18V ، ذكرنا فوق عائلتين للـCMOS ، نذكر الخمس المتبقية بسرعة لأننا سنتطرق للخصائص في ما يلي .
74 HC : سريعة مثل TTL LS ، جهد التغذية من 2 الى 6 فولت
74 HCT : تتوافق مع TTL LS و جهد التغذية 5 فولت .
74 AC : اسرع من HC .
74 ACT : لا شيء مميز عن البقية ، اقرب ما يكون لـAC .
74 LVT : بطيئة و جهد التغذية 3.3V نادرة الاستعمال.

بالنسبة للحروف التي تشكل اسمائها :

C : تعني CMOS
H : تعني High speed
T : تعني انها توافق TTL (سنتحدث عن الموافقة في الاسطر القادمة)

اذا يمكننا الجزم ان كلا العائلتين CMOS و TLL لها سبع فروع عائلية ان صح التعبير ، و مع ذلك فان تطوير المتكاملات لازال مستمرا .

2- خصائص :

ملاحظة أولية :
سلسلة 74 لها نطاقين ، نطاق تصنيعي و نطاق عسكري ان صح التعبير (ترجمة) ، يتميز النطاق التصنيعي بـأن المتكاملات الخاصة بها تشتغل في اجواء بين °0 و °70+ درجة ، بينما النطاق العسكري بين °55– و °125+ .

2.1 - TTL Standard - 74xx

تعد أول نوع نزل السوق ، خصائصها الكهربائية كالتالي :



بالنسبة للوقت التي تستهلكه للرد أو التأخير هو : 10ns
بالنسبة للقدرة للمستهلك للوحدة هي : 10mW
الـ Fan out : ( خاصية سنتكلم عنها في الاسطر القادمة . )

2.2 - TTL LS - 74LSxx

هي الأكثر استعمالا كما قلنا ، خصائصها كالتالي :



وقت التأخير حوالي 9.5ns ، القدرة المستهلكة 2mW ، اصغر 5 مرات من TTL STD

2.3 - 74HC - 74HCT

باختصار ، جهد التغذية من 2 إلى 6V ، تستعمل في الحواسيب ، عملية كونها تتغذى من طرف بطارية الليتيوم للاحتياط ، بالنسبة للاستهلاك فهو اصغر 100 الف مرة من LS في وضع الراحة ، القدرة المبددة تكون حسب التردد ففي 5MHz تكون مثل TTL LS ، التأخير يطابق الذي لـ TTL LS .

2.4 - الـ Fan Out

عندما نقوم بجمع متكاملات عند مدخل متكاملة معينة ، يجب أن لا يكون مجموع التيارات الداخلة أكبر من تيار الخرج للمتكاملة ، فالـ Fan Out اذا هو مجموع المتكاملات الاقصى المسموح بربطه ، و يعبر عنها بـ U.L ، و تحسب كالتالي :
S = ( Iol min ) / Iil max
هذا بالنسبة للحالة المرتفعة
أما الحالة المنخفضة :
S = (Ioh max) /Iih min

3 - موافقة :

3.1 - ما معنى الموافقة ؟

الموافقة هي أن يكون عمل متكاملتين من عائلتين مختلفتين عاديا اذا وصلناهما ببعضهما ، نعطي لذلك مثالا توضيحيا .
عائلة CMOS HC ، في حالة الصفر المنطقي ، أعلى خرج ممكن هو 0.1V ، و عائلة TTL في حالة الصفر المنطقي ، أعلى خرج ممكن هو 0.8V ، يعني انه اذا كان خرج CMOS HC هو دخل TTL فسيكون هناك تفاهم بين المتكاملتين أو العائلتين في حالة 0 منطقي ، بالنسبة للـ1 منطقي ، أدنى خرج ممكن للـCMOS HC هو 4.9V ، بينما أدنى خرج للـTTL في هذه الحالة هو 2V ، أي أنه هناك تفاهم ، أي بمعنى آخر ، فانه من الازم لحصول تفاهم أو توافق بين عائلتين أن تكون كل قيم متكاملة الدخل معرفة في متكاملة الخرج .
و لكن ، هذا مشكل في حد ذاته ، لأنه في بعض الأحيان قد تتوفر لديك متكاملتين لن يحصل بينهما توافق كـ TTL يكون خرجها دخل CMOS HC ، فهنا لن يحصل تفاهم ، لذلك وجدت بعض الطرق لحل هذا المشكل ، من بينها استعمال متكاملة من HCT كوسيط بين TTL و CMOS لأنها تتوافق مع كلتا العائلتين ، يتم الأمر بهذا الشكل :




و أيضا يتم استعمال مقاومة بين المتكاملتين على هذا النحو :



يتم حسابها باعتماد العلاقة :




ملاحظة :

كلما كبرت قيمة المقاومة زاد ارتياب وقت الاتأخير ، لذلك نأخذ عموما R=10K كحل وسط بين القدرة المبددة و وقت التأخير .

يوجد طرق اخرى باستعمال المتكاملة 4050 أو 4049 ، حيث يوصل الخرج من CMOS لدخل المتكاملة فتعطي خرج للـ TTL ، يكون جهد التغذية للـ TTL نفسه لـ 4050 أو 4049 ، أما CMOS فتعلم جهد تغذيتها بالطبع
كذلك يمكنك استعمال ترانزستور كمفتاح أو استعمال متكاملات Open Collector .

بهذا نكون أتممنا الموضوع ، و أتمنى أن أكون وفقت في توصيل المعلومة ببساطة أكثر .
و آخر دعوانا أن الحمد لله رب العالمين

[فكروعلم]

رائع يا أخ زكرياء نجمك بدأ يسطع في سماء القرية

[rokoz77]

يعطيك العافية اخ زكرياء معلومات جميلة ولكن عندي عتب بسيط
لو ابتدأت بشرح للقطع التي ذكرت اي ماذا تعمل ما تركيبها ماذا نستفاد منها حتى يتعرف الاخوة المبتدئين عن ماذا تتحدث
اكرر شكري لك على المعلومات المفيدة

[زكرياء المغربي]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة rokoz77

يعطيك العافية اخ زكرياء معلومات جميلة ولكن عندي عتب بسيط
لو ابتدأت بشرح للقطع التي ذكرت اي ماذا تعمل ما تركيبها ماذا نستفاد منها حتى يتعرف الاخوة المبتدئين عن ماذا تتحدث
اكرر شكري لك على المعلومات المفيدة

على راسي استاذ روكوز
بس المشكل لا اعرف اي القطع تقصد ، أن كنت تقصد 4049 و 4050 فهي اصلا موجودة لهذا الاستعمال ، تجد مكتوب في وصف 4049 Hex buffer-inverter conerter CMOS -- TTL ، بينما مكبر اشارة عادي أي لا يقلب و هذا هو الفرق الوحيد بينهما ، عندي هنا في الوصف الفرنسي adaptateurs de niveaux أي انه يضبط الجهد
تحياتي

[زكرياء المغربي]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة فكروعلم

رائع يا أخ زكرياء نجمك بدأ يسطع في سماء القرية

هذا بفضلكم استاذنا الغالي محسن ، شرفني مرورك بموضوعي
تحياتي و احترامي لك

[نعيم البديري]

موضوع رائع وعضو اروع ولا ادري ماذا اقول عن طريقة الطرح جميل استاذ زكريا .

[زكرياء المغربي]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة نعيم البديري

موضوع رائع وعضو اروع ولا ادري ماذا اقول عن طريقة الطرح جميل استاذ زكريا .

أنا الذي لا أدري ما أقول ، فقط لي الشرف أن يمر أساتذة كبار على موضوعي ، حبي و تقديري لشخصك استاذي الغالي نعيم

[seakrokram]

راااااااااااااااااااااااااااائع اخي الحبيب زكريا راااااااااااااااااااائع
الرب يبارككم والمستقبل امامكم اتمنى لك كل الخير