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4000シリーズは、RCAによって1968年に最初に販売されたCMOSの汎用ロジックICである[1]。 同時期の他のあらゆるロジックファミリ(7400シリーズなど)よりも広い電源電圧範囲を有していた(Bシリーズの場合、3Vから18Vまでが推奨された)。 4000シリーズの初期の時代に活動していたほぼすべてのICメーカーが、4000シリーズを製造した。 その命名規則は、現在でも使われている。
4000シリーズは、Transistor-transistor logic(TTL)の7400シリーズに対して低消費電力かつより多用途な代替品として、RCAから1968年にCD4000 COS/MOSシリーズとして販売された[1]。 その論理機能は新しく導入されたCMOS(相補型MOS)技術で実装された。 初期段階でRCAは"COS/MOS"と命名して販売していたが、より短いCMOSという用語がその技術を表す業界好みの言葉として登場した[2]。 4000シリーズの最初のチップは、アルバート・メドウィンによって率いられたグループによって設計された[3]。
初期の頃、TTLに基づいた設計と比べて4000シリーズは比較的低速度であったため広く普及することはなかった。 初期の4000シリーズは、1 MHzでしか動作しなかったが、同時期のTTLは10 MHzで動作した[2]。 速度の制限は、新しい製造方法によって最終的に克服された(メタルの代わりにポリシリコン(多結晶シリコン)の自己整合ゲートを使用したりした)。 これらのCMOSのICは、同時代のTTLと同等の性能を発揮した。 1970年代後半から1980年代にこのシリーズは、45xxと45xxxと命名された新モデルで拡張された。 しかし、それらは技術者によって今でも当然のように4000シリーズの一部とみなされている。 1990年代にいくつかの製造者(例えば、テキサス・インスツルメンツ)は、より高速な速度を提供するためにより新しいHCMOSに基づいた設計に4000シリーズを移行させた。
TTLと比較して、4000シリーズはより単純な回路設計を可能とし、全体的に比較的低消費電力であり、電源電圧の範囲が広く、負荷容量は大きく増大した(ファンアウトに影響する)。 このことは、4000シリーズをLSI設計のプロトタイピングで使うための理想的なものとした。 TTLの集積回路(7400シリーズなど)も同様にモジュール化されているが、CMOSの4000シリーズのような対称的なドライブ強度はなかったので、出力に接続される負荷に対してより多くの検討が必要だった。 TTLと同じようにバッファ回路使った設計は、より多くの電流を駆動できる(バッファ回路使った設計は、主にオクタルラッチや3ステートドライバーのような入出力デバイスのために使われる)。 しかし、バッファ回路使った設計は、正しく減衰・収束させない限り、リンギング(過渡振動)を招くリスクが少し高くなる[4][5]。 多くのモデルは、高度に集積された回路を含んでいる。完全に統合された7セグメント表示カウンター、ウォーキング・リングカウンタ(ジョンソンカウンタ)、そして全加算器を含んでいる。
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