La serie 4000 es una familia de circuitos integrados (CI) con lógica CMOS que RCA introdujo por primera vez en 1968. [1] Poco a poco, se fue incorporando a la serie con búfer 4000B después de aproximadamente 1975. [2] Tenía un rango de voltaje de suministro mucho más amplio que cualquier familia lógica contemporánea (rango recomendado de 3 V a 18 V para la serie "B"). Casi todos los fabricantes de CI activos durante esta era inicial fabricaron modelos para esta serie. Su convención de nomenclatura todavía se usa en la actualidad.
Historia
Un CI contador CD4029A muy antiguo, en un encapsulado doble en línea de cerámica de 16 pines ( DIP -16), fabricado por RCAChip IC coloreado y esquemas de la compuerta NAND CD4011BE
La serie 4000 fue presentada como la serie CD4000 COS/MOS en 1968 por RCA [1] como una alternativa de menor potencia y más versátil a la serie 7400 de chips de lógica transistor-transistor (TTL). Las funciones lógicas se implementaron con la tecnología de semiconductor de óxido metálico complementario (CMOS) recientemente introducida . Si bien RCA la comercializó inicialmente con la etiqueta "COS/MOS" (que significaba semiconductor de óxido metálico de simetría complementaria), la terminología CMOS más corta surgió como la preferencia de la industria para referirse a la tecnología. [3] Los primeros chips de la serie fueron diseñados por un grupo dirigido por Albert Medwin . [4]
La adopción generalizada se vio obstaculizada inicialmente por las velocidades comparativamente más bajas de los diseños en comparación con los diseños basados en TTL. Las limitaciones de velocidad finalmente se superaron con métodos de fabricación más nuevos (como puertas autoalineadas de polisilicio en lugar de metal). Estas variantes CMOS funcionaron a la par con el TTL contemporáneo. La serie se amplió a fines de la década de 1970 y en la década de 1980 con nuevos modelos que recibieron designaciones 45xx y 45xxx, pero que generalmente los ingenieros aún los consideran parte de la serie 4000. En la década de 1990, algunos fabricantes (por ejemplo, Texas Instruments ) trasladaron la serie 4000 a diseños más nuevos basados en HCMOS para proporcionar mayores velocidades.
Consideraciones de diseño
La serie 4000 facilita un diseño de circuitos más simple a través de un consumo de energía relativamente bajo , una amplia gama de voltajes de suministro y una capacidad de manejo de carga (fanout) enormemente aumentada en comparación con TTL . Esto hace que la serie sea ideal para su uso en la creación de prototipos de diseños LSI . Si bien los circuitos integrados TTL son igualmente modulares , estos generalmente carecen de la fuerza de manejo simétrico de CMOS y, por lo tanto, pueden requerir una mayor consideración de las cargas aplicadas en sus salidas. Al igual que con TTL, los modelos con búfer pueden impulsar una corriente eléctrica más alta (principalmente disponible para dispositivos de E/S como pestillos octales y controladores de tres estados) pero tienen un riesgo ligeramente mayor de introducir timbres (oscilaciones transitorias) a menos que se amortigüen o terminen correctamente. [5] [6] Muchos modelos contienen un alto nivel de integración, incluidos contadores de pantalla de 7 segmentos totalmente integrados , contadores de anillo móvil y sumadores completos .
Fichas comunes
CD4001B en encapsulado DIP -14 ( puerta NOR cuádruple de 2 entradas )Pinout del CD4001B. El rojo es la alimentación, el verde las entradas y el azul las salidas.Diagrama funcional del CD4001B (puerta NOR cuádruple de 2 entradas)
Puertas lógicas
Chanclas
4013 – Flip-flop doble tipo D. Cada flip-flop tiene datos independientes, Q, /Q, reloj, reinicio y configuración.
40174 – Flip-flop hexagonal tipo D. Cada flip-flop tiene datos y Q independientes. Todos comparten reloj y reinicio.
40175 – Flip-flop cuádruple tipo D. Cada flip-flop tiene datos independientes, Q, /Q. Todos comparten reloj y reinicio.
Contadores
4017 – Contador de décadas con decodificador de 10 salidas.
4026 – Contador de décadas con salida decodificada de dígitos de 7 segmentos .
40110 – Contador de décadas ascendentes/descendentes con decodificador de pantalla de 7 segmentos con controladores de salida de 25 mA.
40192 – Contador de décadas ascendentes/descendentes con preajuste BCD de 4 bits.
40193 – Contador binario ascendente/descendente con preajuste binario de 4 bits.
4060 – Contador de ondulación de 14 bits con oscilador RC o de cristal externo (larga duración) (entradas de disparador Schmitt) (se puede utilizar con cristal de 32,768 kHz)
4541 – Contador de ondulación de 16 bits con oscilador RC externo (larga duración).
^ ab "1963: se inventa la configuración de circuito MOS complementario". Museo de Historia de la Computación . Archivado desde el original el 23 de julio de 2019.
^ Marston, Ray (octubre de 2006). "Comprensión de los circuitos integrados de lógica digital: parte 4". Tuercas y voltios. Archivado desde el original el 1 de noviembre de 2016.
^ "Wright, Maury. Hitos que importan: un pionero de CMOS desarrolló un precursor del procesador EDN, 22/6/2006". Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2007. Consultado el 1 de julio de 2006 .
^ R. Jacob Baker (2010). CMOS: diseño, disposición y simulación de circuitos (3.ª ed.). John Wiley & Sons. pág. 7. ISBN978-1-118-03823-9.
^ Descripción de las características de los dispositivos de la serie CD4xxxB con y sin tampón. Texas Instruments
Segundo libro de proyectos de circuitos integrados CMOS ; 1.ª edición; RA Penfold; Bernard Babani Publishing; 127 páginas; 1979; ISBN 978-0900162787 . (archivo)
50 proyectos de circuitos integrados CMOS ; 1.ª edición; RA Penfold; Bernards Publishing; 112 páginas; 1977; ISBN 978-0900162640 . (archivo)
Documentos históricos
Especificaciones de la familia HE4000B de Signetics; IC04; 13 páginas; 1995.
Manual del circuito integrado RCA COS/MOS; CMS-272; 170 páginas; 1979.
Manual del circuito integrado RCA COS/MOS ; CMS-270; páginas por determinar; 1971.
Libros de datos históricos
Libro de datos CMOS RCA; SSD-250C; 798 páginas; 1983.
Libro de datos RCA COS/MOS; SSD-203C; 649 páginas; 1975.
Motorola CMOS Databook; DL131; 560 páginas; 1988.
Libro de datos CMOS nacional; 930 páginas; 1981.
Familia de lógica Rad-Hard ST HCC40xxx; 16 páginas; 2020. (para aplicaciones espaciales y de alta confiabilidad)
Enlaces externos
Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Serie 4000 .
Comprensión de los circuitos integrados de lógica digital de la serie 4000 – Revista Nuts and Volts
Lista completa de circuitos integrados de la serie 4000 – Club de Electrónica
Circuitos lógicos y analógicos de la serie 4000 – Analog Devices
