74LS00: Funktionen, Anwendungen, Funktionen und Datenblatt

Als einer der repräsentativsten integrierten Schaltungen in der74LS -Serie, die 74LS00Mit seinem Kerndesign von NAND-Gates mit vierkanalem 2-Eingang ist zu einer grundlegenden Komponente im Bereich der digitalen Elektronik geworden. Dieser Artikel wird diesen klassischen Chip umfassend analysieren.

74LS00+Bom

74LS00 Overveiw

Der 74LS00 ist ein weit verbreiteter integrierter TTL-Schaltkreis (Transistor-Transistor-Logik)Das fungiert als Quad-2-Eingang-NAND-Tor. Dies bedeutet, dass es vier unabhängige NAND -Tore mit jeweils zwei Eingangsstiften und einem Ausgangsstift enthält. Jedes NAND -Gate im 74LS00 führt den logischen "NAND" -Bereich aus: Die Ausgabe ist niedrig (Logik 0)Nur wenn beide Eingaben hoch sind (Logik 1); In allen anderen Fällen (wenn mindestens ein Eingang niedrig ist) ist der Ausgang hoch (Logik 1). Als grundlegender logischer Baustein ist es wichtig, komplexere digitale Schaltkreise wie Zähler, Flip-Flops und Encoder zu konstruieren, Anwendungen in verschiedenen digitalen Systemen, industriellen Steuerungen und elektronischen Geräten zu finden.

74LS00 Pinouts

74LS00 Spezifikationen

74LS00 -Funktionen

Als klassischer Schottky-TTL-Logikchip mit niedriger Leistung, der 74LS00Integriert Leistung, Zuverlässigkeit und Flexibilität. Hier finden Sie eine systematische Zusammenfassung der technischen Kernmerkmale:

Vier unabhängige Kanäle Design:Integriert vier völlig unabhängige 2-Eingang-NAND-Gates, die jeweils unabhängig von Logik signalen und die gleichzeitige Implementierung von Logikfunktionen mit vierkanalem (z. B. Logikoperationen, Signalpufferung) unterstützen.
Standard -Pin -Kompatibilität:Nimmt eine 14-polige Dual-In-Line-Paket (DIP) oder Oberflächenmontage (SOIC/SOP) an, wobei ein Pin-Layout den TTL-Standards entspricht (z. B. VCC an Pin 14, GD an Pin 7), und erleichtert direkte Kaskadierung mit anderen TTL-Chips.
Push-Pull-Ausgangsstruktur:Die Ausgangsstufe verwendet ein Push-Pull-Design, das eine starke Fahrkapazität bietet, die hohe Werte (VOH ≥ 2,4 V) ausgeben und große Ströme (maximales IOL von 8 mA) versenken können, die für direkte Antriebslasten wie LEDs und Relais geeignet sind.

Weitstromversorgungsspannungsbereich:Die typische Betriebsspannung beträgt 5 V mit einem zulässigen Schwankungsbereich von 4,75 bis 5,25 V und einem Grenzwert von 7 V, wobei sich an verschiedene Stromversorgungsumgebungen anpasst.
Kompatibilität der TTL -Ebene:Eingangs hoher Schwellenwert (VIH) ≥ 2 V, Schwellenwert mit niedrigem Niveau (VIL) ≤ 0,8 V, streng nach TTL-Standards; Es unterstützt auch den direkten Zugriff auf 3,3 V- oder 2,5 -V -Logiksignale (Umwandlung für externe Ebene erforderlich).
Logikleistung mit mittlerer Geschwindigkeit:Die typische Ausbreitungsverzögerung (TPD) beträgt 9-10 ns mit einer maximalen Datenrate von 35 Mbit / s, einem Ausgleichsgeschwindigkeit und dem Stromverbrauch, der für die meisten Szenarien der digitalen Schaltung mit mittlerer Geschwindigkeit geeignet ist.
Design mit geringer Leistung:Der statische Stromverbrauch beträgt nur 9 MW (typischer Wert), viel niedriger als frühere Chips der 74er-Serie (z. B. 7400 40 MW) und für langjährige Geräte geeignet.

Hochsensstromfähigkeit:Der maximale Ausgangsstrom (IOL) mit niedrigem Niveau ist 8 mA und in der Lage, 10 LS-TTL-Lasten oder kleine Peripheriegeräte (wie LED-Arrays) ohne zusätzliche Puffer direkt zu fahren.
Vorteile der Push-Pull-Ausgabe:In der Ausgangsstufe werden eine Push-Pull-Struktur verwendet, die schnell den Niveau (VOH ≥ 2,4 V) und den effizienten Versenkstrom aufziehen kann, wodurch das Risiko einer Signalverzerrung verringert wird, insbesondere für die Fahrversorgung kapazitiver Lasten.

ESD -Schutz:ESD-Schutzkreis für elektrostatische Entladung (ESD), die elektrostatische Schocks von 3,5-kV-Humankörpermodells standhalten, was die Stabilität der Langzeitnutzung verbessert.
Anti-Noise-Fähigkeit:Der Eingang nimmt eine Schmitt-Triggerstruktur mit hohen Rauschmargen (hochrangiger Rauschensrand VNH ≥ 0,4 V, VNL mit niedrigem Niveau ≥ 0,4 V) an, wodurch die Signalinterferenz effektiv unterdrückt wird.
Eingangsschutzmechanismus:Es wird empfohlen, nicht verwendete Eingangsnadeln über einen 1 -kΩ -Widerstand oder direkt geerdet zu werden, um eine durch das Schweben verursachte falsche Auslöser zu vermeiden, wodurch die logische Stabilität gewährleistet ist.

Kommerzielle Klasse (74LS00):Der Betriebstemperaturbereich beträgt 0-70 ° C, geeignet für herkömmliche Szenarien wie Unterhaltungselektronik und industrielle Kontrolle.
Militärnote (54LS00):Erweitert auf -55-125 ° C und erfüllt den Bedürfnissen extremer Umgebungen wie Luft- und Raumfahrt und mit Fahrzeugen montierte Anwendungen.
Speicherstabilität:Der Speichertemperaturbereich beträgt -65-150 ° C, ohne dass sich die Leistung während der Langzeitspeicherung auswirkt.

74LS00 -Anwendungen

Grundlegende logische Operationen:In Kombinationslogikschaltungen wird es nicht nur für einfache "NAND" -Regerungen verwendet (z. B. "Auslösen von Aktionen, wenn zwei Bedingungen nicht gleichzeitig erfüllt werden"), sondern auch als Grundeinheit für die Signalinversion dient. Beispielsweise führt es eine logische Inversion von Kontrollsignalen in Datenbussen durch, um zwischen Lesen und Schreiben von Anweisungen zu wechseln.
Universal Gate Conversion:Mit den Gesetzen von De Morgan können die beiden Eingaben direkt als kein Gate (Inversion mit Einzeleingänge) fungieren. Die Kombination eines NICHT -Tores mit einem NAND -Tor bildet ein und ein Tor (eliminiert das von NAND charakteristische invertierende); Das Übergeben von Eingängen durch NICHT GATES ERSTEN, bevor Sie eine Verbindung zu einem NAND -Gate herstellen, führt zu einem oder einem Tor. Diese Flexibilität ermöglicht es ihm, mehrere dedizierte Gate -Chips zu ersetzen und die Komplexität des Schaltungsdesigns zu verringern.
Speicher- und sequentielle Schaltungen:SR-Flip-Flops, die durch Kreuzkupplung zwei NAND-Gates gebildet werden, können "Set-Re-Re-Reset" -Funktionen implementieren (z. B. durch Tasten ausgelöste Statusverriegelungen); Wenn sie auf D Flip-Flops erweitert werden, können sie Daten unter dem Taktsignalregel synchron speichern und als Kernkomponenten von Registern, Schichtregistern und Zählern dienen (z. B. Logikverbindungen mit Inter-Bit in 4-Bit-Binärschaltern).
Arithmetische Schaltungen: in Half-Adders, Nand Gates implementieren "xor" (sum) und "und" (Carry) Operationen; Vollfächer-Handlungs-Tragverbreitung durch kaskadierte NAND-Tore, die häufig zusätzlichmodule einfacher Taschenrechner verwendet werden; In Kombination mit invertierender Logik können sie die binäre Subtraktion (über zwei Komplementarithmetikum umgewandelt werden) realisieren, die für die numerische Verarbeitung in kleinen digitalen Instrumenten geeignet sind.
Industrielle Steuerung und Signalverarbeitung: In Motorantriebskreisläufen beurteilen NAND-Gates Multi-Konditions-Szenarien wie "Notopp-Signal nicht ausgelöst + Startsignal gültig", um ein sicheres Start zu gewährleisten. In sequentiellen Schaltungen werden ihre schnellen Schalteigenschaften zum Formen der Sensorausgangsimpulssignale (Eliminierung von Störungen) oder zum Erkennen von steigenden/fallenden Kanten von Taktsignalen verwendet, wodurch eine präzise Timing -Synchronisation erreicht wird (z. B. die Steuerteilmomente bei der Datenerfassung).
Bildungs- und DIY -Szenarien:In elektronischen Experimenten wird es häufig verwendet, um grundlegende Konzepte wie die Überprüfung der Logik-Gates und die Latching-Prinzipien der Flip-Flop-Lupe zu demonstrieren. In DIY-Projekten kann es "Dual-Button-Entsperren von Schaltkreisen" (nur dann entsperren, wenn beide Tasten gedrückt werden) und "hellkontrollierte + schallkontrollierte Dual-Condition-Lampen" (Beleuchtung, wenn es dunkel ist und es ist, ein Schall ermöglicht), und die logische Kontrolle ohne Programmierung aktiviert.
Hochfrequenz- und Schnittstellenanwendungen:Auf die Ausbreitungsverzögerung von TTL (typischerweise 10 Ns) stützt sich die periphere Schnittstellen früherer Computer (z. B. das Zeilen-Signal-Decodieren in Tastatur-Scan-Schaltkreisen) und die Basisband-Signalverarbeitung in der Kurzstreckenkommunikation (z. B. eine einfache Logikverifizierung in UART-Protokollen); Die Push-Pull-Ausgabe kann 10 Standard-TTL-Ladungen anführen, sodass eine direkte Verbindung zu Peripheriegeräten wie LEDs und Relais ermöglicht wird, wodurch das Design des Schnittstellens vereinfacht wird.

Vorteile des 74LS00

Der 74ls00bietet mehrere wichtige Vorteile, die seine Rolle als grundlegende Komponente in der digitalen Elektronik festigen:

Universelle Logikflexibilität: Als Quad-2-Eingang-NAND-Tor ist es ein "Universal Gate"-durch einfache Verkabelung (Nutzung von De Morgans Gesetzen) ein "universelles Tor"-gleichmäßig in Nichts und oder andere logische Tore) rekonfigurierbar. Dadurch wird die Notwendigkeit mehrerer spezialisierter ICs, vereinfachte Schaltungskonstruktionen und Reduzierung der Komponentenzahlen beseitigt.

Starke TTL -Kompatibilität: Betrieb auf einer Standard +5 -V -Stromversorgung und strikt an TTL -Spannungsstandards (Eingangs-/Ausgangsebenen) integriert und integriert sich nahtlos in andere TTL -Geräte. Diese Plug-and-Play-Kompatibilität macht es zu einer zuverlässigen Wahl in gemischten TTL-Systemen.

Ausgeglichene Leistung: Das Design mit geringer Leistung schottet (LS) ein Gleichgewicht zwischen Geschwindigkeit und Effizienz. Mit einer typischen Ausbreitungsverzögerung von ~ 10 ns unterstützt es mittel- bis hohe Geschwindigkeitsanwendungen, während sein statischer Stromverbrauch (~ 9 MW) signifikant niedriger ist als frühere 74-Serie-Varianten (z. B. 7400 bei 40 MW), wodurch es für langjährige Geräte energieeffizient ist.

Robuste Fahrkapazität: Mit einer Push-Pull-Ausgangsstufe ausgestattet, kann es direkt bis zu 10 Standard-TTL-Lasten fahren, wodurch die Notwendigkeit zusätzlicher Pufferschaltungen vermieden wird. Dies vereinfacht die Vernetzung mit Peripheriegeräten wie LEDs, Relais oder anderen Logikchips.

Praktische Verfügbarkeit und Kosteneffizienz: Weit verbreitete in 14-polige Dip (ideal für Breadboard-Prototyping) und Oberflächenmontagepakete, ist es kostengünstig und leicht bezogen. Diese Zugänglichkeit macht es zu einem Grundnahrungsmittel in Bildungslabors, Hobbyprojekten und kleiner Produktion.

Zuverlässigkeit: Eingebauter ESD-Schutz (stellvertretend 3,5-kV-Modellkörpermodellentladungen) und anständige Rauschmargen (≥ 0,4 V für beide hohen/niedrigen Werte) verbessern die Stabilität in verrückten Umgebungen. Gewerbebeträge Varianten arbeiten zuverlässig bei 0–70 ° C, wobei militärische (54LS00) für raue Bedingungen bis -55–125 ° C erstreckt.

So verwenden Sie den 74LS00？

Um die zu verwenden74LS00(Ein Quad-2-Eingang-NAND-Tor in der TTL-Familie)Befolgen Sie diese Schritte für Setup, grundlegende Tests und praktische Anwendungen:

1. Hardware -Setup: Strom und Pinout

Der 74LS00 erfordert a+5 V Gleichstromversorgung(TTL -Standard) und richtige Pin -Verbindungen.

Schritt 1: Stromverbindungen:

Pin 14 anschließen (VCC) bis +5v.

Pin 7 anschließen (GND) zum Boden des Schaltkreises.

• STRP 2: Pinout für 4 unabhängige NAND -Tore:
  Das IC enthält 4 separate 2-Eingab-NAND-Tore. Jedes Gate hat 2 Eingänge und 1 Ausgang:

  Gate -Nummer	Eingabe a	Eingabe b	Ausgabe y
  1	Pin 1	Pin 2	Pin 3
  2	Pin 4	Pin 5	Pin 6
  3	Pin 9	Pin 10	Pin 8
  4	Pin 12	Pin 13	Pin 11

2. Grundlegende Tests: Überprüfen Sie die NAND -Logik

Die Kernregel eines NAND -Tors lautet: Die Ausgabe ist niedrig (0V)Nur wenn beide Eingänge hoch sind (5 V); Andernfalls ist der Ausgang hoch (5 V).

Schritt 1: Erstellen Sie einen Testkreis

Für ein Tor (zB, Tor 1, Stifte 1, 2, 3):

• Schließen Sie die Eingangsstifte 1 und 2 an mit anLogikquellen(z. B. um +5 V/GND oder Breadboard -Schienen verknüpft).
• Führen Sie den Ausgangsstift 3 mit einem anIndikator(z. B. eine LED in Serie mit einem 220 Ω -Widerstand gegen GND; die LED -Leuchten beim Ausgang ist hoch).

Schritt 2: Testen Sie alle Eingangskombinationen

Überprüfen Sie, ob die Ausgabe mit der NAND -Wahrheitstabelle übereinstimmt:

3.. Erweiterte Verwendung: Konvertieren Sie in andere Logik -Tore

NAND -Tore sind "universell" - sie können jedes Logik -Tor mit einfacher Verkabelung nachahmen:

Beispiel 1: kein Tor (Wechselrichter)

Ein NICHT -Gate umdreht seine Eingabe:

• Verdrahtung: Kurz gesagt, die beiden Eingänge eines NAND -Tores (z. B. Stift 1 mit Pin 2 von Gate 1).
• Logik:.

Beispiel 2: und Tor

An und Gate geben nur hoch, wenn beide Eingänge hoch sind:

Verdrahtung:

Verwenden Sie Gate 1 als NAND -Tor.

Verwenden Sie Gate 2 als nicht Gate (kurz seine Eingänge), um die Ausgabe eines Gate 1 zu invertieren.

Schließen Sie den Ausgang des Gate 1 (Pin 3) an die Eingänge von Gate 2 (Pins 4 und 5) an.

Logik:.

Beispiel 3: oder Tor

Ein oder Gate gibt hoch aus, wenn mindestens ein Eingang hoch ist:

Verdrahtung(Nach dem Gesetz von De Morgan::

Verwenden Sie zwei NAND -Gates als keine Tore (kurzer Eingänge), um zu erstellen.

Verbindenzu den Eingängen eines dritten NAND -Tores.

Ergebnis: Die Ausgabe des dritten Gate entspricht A + B.

Hauptvorkehrungen

Spannungsgrenzen: Überschreiten Sie niemals +7V aufVCC; Eingänge müssen innerhalb von TTL -Pegeln bleiben (niedrig: 0–0,8 V; hoch: 2–5 V).

Entkopplung: Hinzufügen eines 0,1 μF -Kondensators zwischenVCCund GND, um Stromrauschen zu reduzieren.

ESD -Schutz: Behandeln Sie das IC sorgfältig, um elektrostatische Schäden zu vermeiden.

Lasten: Jede Ausgabe kann bis zu 10 TTL -Ladungen fahren. Verwenden Sie für schwerere Lasten (z. B. Relais) einen Puffer.

74LS00 Alternative

SN54LS00: Als militärische Version stimmt sie voll funktionsfähig mit dem 74LS00 (Quad 2-Input-NAND-Gate) überein, verfügt jedoch über einen breiteren Betriebstemperaturbereich (-55 ° C bis 125 ° C) und eine höhere Zuverlässigkeit, wodurch sie für extreme Umgebungen geeignet ist.
SN7400: Ein frühes Standard-TTL-Modell in der 74-Serie ist auch ein Quad-2-Input-NAND-Gate, verwendet jedoch einen nicht-schotty-Prozess. Es hat einen höheren Stromverbrauch als die LS -Serie und die etwas langsamere Schaltgeschwindigkeit, während es mit den grundlegenden TTL -Spannungsniveaus kompatibel ist.
CD4011: Ein Quad-2-Input-NAND-Gate basierend auf der CMOS-Technologie (Teil der 4000-Serie). Es verfügt über einen breiteren Betriebsspannungsbereich (typischerweise 3-18 V) und extrem geringer Stromverbrauch, aber seine Schaltgeschwindigkeit ist langsamer als die von TTL. Es ist für Szenarien mit geringer Leistung geeignet und hat die gleiche logische Funktion wie der 74LS00.
74LS08: Zu der 74LS-Serie gehört es als Quad-2-Eingang und Gate (nicht als NAND-Gate) mit einem anderen logischen Betrieb-es gibt nur dann einen hohen Niveau aus, wenn beide Eingänge hoch sind. Auf diesen funktionalen Unterschied sollte die Aufmerksamkeit geschenkt werden.
74LS00CH/DC/J/N/NA/PC/W: Alle sind abgeleitete Modelle des 74LS00 mit derselben Kernfunktion (Quad 2-Input-NAND-Gate). Die Unterschiede liegen hauptsächlich in Pakettypen (z. B. DIP, SMD), Herstellerspezifischen Markierungen oder Qualitätsnoten. Ihre elektrischen Parameter sind mit dem 74LS00 kompatibel, was eine direkte Austauschbarkeit ermöglicht.
901521-01/AMX3550/C74LS00P/DM74LS00N usw. Sie stimmen voll funktionsfähig mit dem 74LS00 (Quad 2-Input-NAND-Gate) mit kompatiblen Stiftkonfigurationen und elektrischen Eigenschaften. Sie unterscheiden sich nur aufgrund der Namenskonventionen der Hersteller und können direkt durch die Verwendung ersetzt werden.

74LS00 vs. 74HC00

Der 74HC00 und74LS00sind beide ICs mit vier grundlegenden NAND -Toren, die für die digitale Elektronik von grundlegender Bedeutung sind. Der wichtigste Unterschied liegt in ihren Geschwindigkeitseigenschaften, wobei der 74HC00 hochgeschwindig und der 74LS00 niedrige Geschwindigkeit ist.

Hier sind einige andere Unterschiede zwischen den beiden ICs:

Die HC -Familie wurde so konzipiert, dass sie der Geschwindigkeit des LS entspricht und gleichzeitig eine geringere Leistung verbraucht und durch die CMOS -Technologie erreicht wurde.

74LS00 Packungsdimension

74LS00 Hersteller

AlsEin klassischer Schottky-TTL-Logikchip mit niedriger Leistung, der 74LS00hat eine diversifizierte Landschaft von Herstellern, die mehrere Halbleiterriesen aus Europa, Amerika und Japan umfasst.
Fairchild Semiconductorist der Pionier dieses Chips. Als es in den 1970er Jahren die 74LS-Serie zum ersten Mal auf den Markt brachte, wurde der 74LS00 zu einem Eckpfeiler digitaler Schaltungen mit seinem minimalistischen Design von vier NAND-Toren mit 2 Eingaben. Sein DIP-14-Paket und die Push-Pull-Output-Struktur stellten die Industriestandards fest.
Genau folgen,Texas Instrumente (TI)stärkte seine Marktführung mit der SN74LS00 -Serie. Nutzung stabiler Prozesskontrolle und Produktlinien für Militärqualität (54LS00) erweiterte Anwendungen in Luft- und Raumfahrt- und Industriefelder.Nationaler HalbleiterKonzentrierte sich auf den zivilen Markt mit seiner DM74LS00 -Serie und betont die Popularisierung in der Unterhaltungselektronik und in Bildungsszenarien.
Japanische HerstellerHitachiUndRenesastrat mit der HD74LS00-Serie in den asiatisch-pazifischen Markt ein und bietet SMD-Paketversionen an, um den Miniaturisierungsanforderungen zu erfüllen.Auf HalbleiterFortsetzung der Produktionslinie von Motorola, die kleine und mittlere Chargenaufträge mit hoher Kostenleistung abdeckt.
Insbesondere halten alle Hersteller strikt an den 14-poligen TTL-Standard, um die direkte Austauschbarkeit von 74LS00 von verschiedenen Marken zu gewährleisten. Dieses offene Ökosystem hat seine kontinuierliche Anwendung seit über einem halben Jahrhundert ermöglicht. Während Ti und Semiconductor heute Mainstream -Lieferanten bleiben, ist Fairchilds technisches Erbe, da der Pionier für immer in den Genen dieses "universellen Bausteins digitaler Schaltungen" eingraviert ist.

Abschluss

Zusammenfassend ist zusammen mit seiner stabilen NAND -Gate -Logikfunktion elektrische Eigenschaften, die mit TTL -Pegeln kompatibel sind und die Szenarien mit breiter Anpassungsfähigkeit verabreicht werden, die74LS00ist zu einer unverzichtbaren Basiskomponente im Digital Circuit Design geworden.

Wenn Sie die neuesten Informationen und Lieferketteninformationen für diese Chip -Serie erhalten müssen, können Sie uns jederzeit an uns kontaktieren, und wir bieten Ihnen professionelle technische Support- und Beschaffungsdienste an.

74LS00 Datenblatt

74LS00 Datasheet.pdf