標準ロジックIC
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標準ロジックIC（ひょうじゅん-）は、特定の機能を果たす論理回路を一つの小型パッケージにまとめた集積回路であって、電源電圧や入出力インターフェースが標準化されたものである。基本的ゲート(AND、OR、NAND、NOR、ExOR、InverterおよびBuffer)や簡単な機能ブロック(フリップフロップ、カウンタ、レジスタ、エンコーダ/デコーダ、加算器や各種演算器など)といったデジタル回路が主だが、アナログスイッチ、アナログマルチプレクサ、発振器あるいはPLLなど動作としてはほとんどアナログ回路と言って良いものも含まれる。
1990年代以降は、ASICやユーザが自由に書換え可能なプログラマブルロジックデバイス（PLD、FPGA）が普及したため標準ロジックICは事実上その使命を終えつつあるが、LSI間のインターフェースや簡単な機能の実装など現在も使用されている。
主な規格として、TTL 7400シリーズとCMOS 4000シリーズがある。両者は基本的に番号の規則性はないので、機能を参照したい場合は規格表や、メーカーが提供するデータシートを見る必要がある。
目次 |
[編集] 飽和形
ON状態のときトランジスタを飽和領域で使用するものである。
[編集] TTL以前の初期型
- DTL(Diode Transistor Logic)
- 論理機能をダイオードを用いて構成し、インバータ・バッファにトランジスタを用いたもの。
- DCTL(Direct Coupled Transistor Logic)
- DTLの論理機能もトランジスタを用いて構成したもの。
- RTL(Resister Transistor Logic)
- DCTLの入力部に抵抗を追加し、ノイズへの耐性を高めたもの。
それぞれ、抵抗、ダイオードとトランジスタで構成された論理回路で、デジタルIC開発初期に考えられたものだが、ノイズに弱い、消費電力が多い、高速化が難しいなどの理由から現在はほとんど使用されない。ただし簡単な回路では、RTLやDTLの考え方に基づいて個別部品を使って論理回路を組むことにより、使用部品が節約できることがある。
この他にもIIL(or I2L; Integrated Injection Logic)やHTL(Highlevel Transistor Logic; DTLのダイオードにツェナーダイオードを用いたもの。)も存在した。IILはDCTLとほぼ同等の考え方のもので、集積回路としては容易に集積度を上げることが出来るため、LSIの内部回路として使用されることがある。HTLはDTLのダイオードの部分にツェナーダイオードを用いたもので、ノイズマージンが非常に大きいため一部計装用に用いられた。
[編集] TTL
TTLとは、単電源（通常は5V。4.75～5.25Vの範囲で使用可能）でTTLレベルの入出力インターフェースに統一されたものである。1970年代にテキサス・インスツルメンツ社が製造をはじめた。74で始まる4桁または5桁の型番が付いているため74シリーズファミリと呼ばれる。番号別に機能とピン配置が統一され、セカンドソースも豊富にあったため広く使われた。通常、単一電源でありモノリシック集積回路として作られている。3ステートバスなどの標準入出力インターフェースを持つ。なお、使用可能温度範囲の広いICは軍用と位置づけられ、民生用の74シリーズに対して54シリーズファミリと呼ばれる。54シリーズは74シリーズと下位の番号に互換性があり(74**の軍用規格が54**)、ピン配置も一部を除き同一である。軍用ICとは言う物の軍専用と言うわけではなく、自動車向け制御回路など民生用にも少なからず利用されており、民間でも手に入れることはできる。
TTL標準シリーズから、高速版、低消費電力版、高速・低消費電力版などのバリエーションを広げ、初期のマイクロプロセッサの応用の広がりとともにさらに普及した。
- TTL(Standard TTL or N-TTL)
- いわゆる標準型のTTL。
- S-TTL(Schottky TTL)
- TTLのトランジスタに代わりショットキーバリアダイオードとショットキートランジスタを用い、高速化したもの。ショットキーバリアダイオードを使うことで、一部の回路はDTL構成になる。
- LS-TTL(Low power Schottky TTL)
- S-TTLを低消費電力化したもの。
TTL標準シリーズの改良品として、同一の基本回路のまま、内部の抵抗などの値を調整したL-TTL(Low power TTL; 低消費電力型)やH-TTL(Highspeed TTL; 高速型)なども存在したが、後に登場したS-TTLやLS-TTLに取って代わられた。
S-TTLやLS-TTLの改良型としてAS-TTL(Advanced Schottky TTL; S-TTLの改良型)、ALS-TTL(Advanced Low power Schottky TTL; LS-TTLの改良型)、F-TTL(Fairchild advanced schottky TTL; フェアチャイルド社の開発したS-TTLの改良型)などがある。
[編集] CMOS
CMOSとは、単電源でCMOSレベルの入出力インターフェースに統一されたものである。CMOSロジックICはRCA社が開発した4000シリーズが当初標準であったが、TTLとは互換性が無かった。後にTTLの74シリーズと機能・ピン配置互換で、動作速度も同等でありながら消費電力の少ないシリーズが登場したため、TTLを置換え普及した。
- 4000B/UBシリーズ
- 4500B/UBシリーズ
- 74HC/HCU/HCTシリーズ
- 74AC/ACTシリーズ
4000シリーズ、4500シリーズは電源電圧範囲が3～18Vと広く、それぞれ入出力部にバッファ回路を設けデジタル回路としての動作を確実にしたBシリーズとバッファ回路を省略して高速動作を可能にしたUBシリーズに分れる。74HC/ACシリーズは電源電圧範囲が2～6VでTTLの74シリーズと機能・ピン配置互換にしたもの。また、74HCT/ACTシリーズは74HC/ACシリーズの入出力レベルを調整し、TTLとの混用を可能にしたものである。
[編集] その他
- BiCMOS: 単一電源で内部回路がCMOS、入出力インターフェースが大電流ドライブが可能なTTLレベルのものである。MOSとバイポーラ双方のプロセスが必要なため高価である。
- 74BC
[編集] 非飽和形
ON状態でもトランジスタを非飽和領域で使用するものである。消費電力は多くなるが、高速動作が可能である。
1980年代まで、大型コンピュータなどに使用されていたが、CMOSの高速化・大規模集積化により使用されなくなった。
- ECL(Emitter Coupled Logic)
- 10k
- 100k
[編集] 規格
基本的なゲート回路のラインナップはTTL(7400シリーズ)、CMOS(4000シリーズ)の間で大きな差はないが、機能ブロックについてはかなり違いがある。機能ブロックのラインナップとしては、CMOSの方が低消費電力であるという特徴を生かし、比較的回路規模が大きく特殊なものが多い傾向にある。
TTL互換CMOSである74HCシリーズにおいても、4000シリーズにしか存在しない、有用な機能ブロックについては74HC4000番台として組み入れられているものもある。
[編集] 7400シリーズ
多くはすでに製造中止になっているが、記録のため記している。
[編集] バッファ、インバータ
- 7404:6回路Inverter
- 7405:6回路Inverter(出力がオープンコレクタ)
- 7406:6回路Inverter(出力がオープンコレクタ、高電圧対応)
- 7407:6回路Buffer(出力がオープンコレクタ、高電圧対応)
- 7414:6回路Inverter(シュミットトリガ型)
- 7416:6回路Inverter(出力がオープンコレクタ、高電圧対応)
- 7417:6回路Buffer(出力がオープンコレクタ、高電圧対応)
- 7419:6回路Inverter(シュミットトリガ型)
- 7434:6回路Buffer
- 7435:6回路Buffer(出力がオープンコレクタ)
- 7463:6回路Buffer(入力が電流駆動型)
- 74125:4回路Buffer(3ステート:ゲートが負論理)
- 74126:4回路Buffer(3ステート:ゲートが正論理)
- 74226:4ビット双方向バストランシーバ(ラッチ付き)
- 74240:8ビットBuffer(3ステート)
- 74241:8ビットBuffer(3ステート)
- 74242:4ビット双方向バストランシーバ
- 74243:4ビット双方向バストランシーバ
- 74244:8ビットバストランシーバ
- 74245:8ビット双方向バストランシーバ
- 74265:4回路Buffer/Inverter
- 74365:6回路バスドライバ
- 74366:6回路バスドライバ
- 74367:6回路バスドライバ
- 74368:6回路バスドライバ
- 74425:4回路Buffer
- 74426:4回路双方向バストランシーバ
- 74427:4回路3方向バストランシーバ
- 74449:4回路双方向バストランシーバ
- 74465:8回路Buffer(3ステート)
- 74466:8回路Buffer(3ステート)
- 74467:8回路Buffer(3ステート)
- 74468:8回路Buffer(3ステート)
[編集] NAND/ANDゲート
- 7400:4回路2入力NANDゲート
- 7401:4回路2入力NANDゲート(出力がオープンコレクタ:ピン配置は7400と異なる)
- 7408:4回路2入力ANDゲート
- 7409:4回路2入力ANDゲート(出力がオープンコレクタ)
- 7410:3回路3入力NANDゲート
- 7411:3回路3入力ANDゲート
- 7412:3回路3入力ANDゲート(出力がオープンコレクタ)
- 7413:2回路4入力NANDゲート(シュミットトリガ型)
- 7415:3回路3入力ANDゲート(出力がオープンコレクタ)
- 7418:2回路4入力NANDゲート(シュミットトリガ型)
- 7420:2回路4入力NANDゲート
- 7421:2回路4入力ANDゲート
- 7422:2回路4入力NANDゲート(出力がオープンコレクタ)
- 7425:2回路4入力NORゲート(STROBE付き)
- 7426:4回路2入力NANDゲート(高電圧対応)
- 7430:1回路8入力NANDゲート
- 7437:4回路2入力NANDゲート
- 7438:4回路2入力ANDゲート(出力がオープンコレクタ)
- 7440:2回路4入力NANDゲート
- 74132:4回路2入力NANDゲート(シュミットトリガ型)
- 74133:1回路13入力NANDゲート
- 74140:2回路4入力NANDゲート(50Ωラインドライバ)
- 74260:2回路5入力NORゲート
[編集] NOR/ORゲート
- 7002:4回路2入力NORゲート
- 7003:4回路2入力NORゲート(出力がオープンコレクタ:ピン配置は7402と異なる)
- 7424:4回路2入力ORゲート(シュミットトリガ型)
- 7427:3回路3入力NORゲート
- 7032:4回路2入力ORゲート
- 7033:4回路2入力NORゲート(出力がオープンコレクタ)
- 7036:4回路2入力NORゲート(ピン配置は7402と異なる)
- 7036:4回路2入力NORゲート(50/75Ωラインドライバ)
[編集] XORゲート
- 7486:4回路2入力ExORゲート
- 74136:4回路2入力ExORゲート(出力がオープンコレクタ)
- 74266:4回路2入力ExORゲート(出力がオープンコレクタ)
- 74386:4回路2入力ExORゲート
[編集] フリップフロップ/ラッチ
- 7473:2回路JK-フリップフロップ(CLR付き)
- 7474:4回路D-フリップフロップ(PRESET/CLR付き)
- 7475:4回路D-ラッチ
- 7476:2回路JK-フリップフロップ(PRESET/CLR付き)
- 7478:2回路JK-フリップフロップ(PRESET/CLR付き、CLOCK,CLR共通)
- 74100:8ビットラッチ
- 74107:2回路JK-フリップフロップ(CLR付き)
- 74109:2回路JK-フリップフロップ(ポジティブエッジトリガ:PRESET/CLR付き)
- 74111:2回路JK-マスター-スレーブ型フリップフロップ
- 74112:2回路JK-フリップフロップ(ネガティブエッジトリガ:PRESET/CLR付き)
- 74113:2回路JK-フリップフロップ(ネガティブエッジトリガ:PRESET付き)
- 74114:2回路JK-フリップフロップ(ネガティブエッジトリガ:PRESET/CLR付き、CLOCK,CLR共通)
- 74115:2回路4ビットラッチ
- 74171:4回路D-フリップフロップ
- 74174:6回路D-フリップフロップ
- 74175:4回路D-フリップフロップ
- 74259:8ビットアドレス可能ラッチ
- 74273:4回路D-フリップフロップ
- 74276:4回路J-K-フリップフロップ
- 74279:4回路RS-フリップフロップ
- 74373:4回路D-ラッチ
- 74374:4回路D-フリップフロップ
- 74375:4ビット双方向ラッチ
- 74376:4回路J-K-フリップフロップ
- 74377:8回路D-フリップフロップ
- 74378:6回路D-フリップフロップ
- 74379:4回路D-フリップフロップ
- 74412:8ビットマルチモードラッチ
[編集] カウンタ/エンコーダ/デコーダ
- 7442:BCD-十進4-10デコーダ
- 7443:BCD-十進4-10デコーダ(大電流出力対応)
- 7446:BCD-7セグメントデコーダ(30V出力)
- 7447:BCD-7セグメントデコーダ(15V出力)
- 7456:50対1分周器
- 7457:60対1分周器
- 7490:2進-5進非同期カウンタ
- 7492:12進非同期カウンタ
- 7493:2進-8進非同期カウンタ
- 7497:6ビット分周器
- 74137:3-8デコーダ(ラッチ付き)
- 74138:3-8デコーダ
- 74139:2回路2-4デコーダ
- 74141:BCD-ラインデコーダ(オープンコレクタ、ニキシー管のドライブ用)
- 14143:7セグメント表示カウンタ
- 14144:7セグメント表示カウンタ(オープンコレクタ)
- 74145:BCD-十進4-10デコーダ
- 74147:十進-BCDエンコーダ
- 74148:8-3八進エンコーダ
- 74150:4ビット-16入力データセレクタ
- 74151:3ビット-8入力データセレクタ
- 74152:2回路2ビット-4入力データセレクタ
- 74153:2回路4-1データセレクタ
- 74154:4-16デコーダ
- 74155:デコーダ(複合機能:トーテムポール出力)
- 74156:デコーダ(複合機能:オープンコレクタ出力)
- 74157:4回路2ビット2入力データセレクタ
- 74158:4回路2ビット2入力データセレクタ(入出力バッファ付き)
- 74159:4ビット-16入力デコーダ
- 74160:同期4ビット10進カウンタ
- 74161:同期4ビット2進カウンタ
- 74162:同期4ビット10進カウンタ
- 74163:同期4ビット2進カウンタ
- 74167:同期十進分周器
- 74168:4ビットアップ/ダウン同期十進カウンタ
- 74169:4ビットアップ/ダウン同期バイナリカウンタ
- 74185:バイナリ-BCD変換器
- 74190:同期アップ/ダウンカウンタ
- 74191:同期アップ/ダウンカウンタ
- 74193:同期アップ/ダウンカウンタ
- 74196:プリセット可能十進カウンタ
- 74197:プリセット可能バイナリカウンタ
- 74247:BCD-7セグメントデコーダ(オープンコレクタ、0サプレス)
- 74249:BCD-7セグメントデコーダ(オープンコレクタ、0サプレス)
- 74251:3ビット-8入力データセレクタ(3ステート出力)
- 74153:2回路4-1データセレクタ(3ステート出力)
- 74257:4回路2-1データセレクタ(3ステート出力)
- 74258:4回路2-1データセレクタ(3ステート出力)
- 74290:十進カウンタ
- 74292:プログラム可能周波数分周器
- 74293:4ビットバイナリカウンタ
- 74294:プログラム可能周波数分周器
- 74348:8-3エンコーダ
- 74352:2回路4-1データセレクタ
- 74353:2回路4-1データセレクタ
- 74354:8-1データセレクタ(レジスタ付き、3ステート)
- 74355:8-1データセレクタ(フリップフロップ付き、オープンコレクタ)
- 74356:8-1データセレクタ(フリップフロップ付き、オープンコレクタ)
- 74357:8-1データセレクタ(フリップフロップ付き、オープンコレクタ)
- 74490:2回路2進-5進非同期カウンタ
[編集] レジスタ
- 7491:8ビットシフト・レジスタ
- 74164:8ビットパラレル出力シフト・レジスタ
- 74165:8ビットパラレル入力シフト・レジスタ
- 74166:8ビットパラレル入力シフト・レジスタ
- 74169:4×4レジスタファイル
- 74173:4ビットD-タイプレジスタ
- 74178:4ビット汎用シフト・レジスタ
- 74179:4ビット汎用シフト・レジスタ
- 74194:4ビット双方向汎用シフト・レジスタ
- 74195:4ビット並列アクセスシフト・レジスタ
- 74273:8ビット・レジスタ
- 74194:4ビット直列入力-並列出力/並列入力-直列出力シフト・レジスタ（右/左シフト切替可能）
- 74195:4ビット直列入力-並列出力/並列入力-直列出力シフト・レジスタ
- 74198:8ビット双方向汎用シフト・レジスタ
- 74250:4ビット-16入力データセレクタ
- 74298:4回路2入力マルチプレクサ
- 74299:8ビット双方向汎用シフト/記憶・レジスタ
- 74322:8ビットシフト・レジスタ
- 74323:8ビット双方向シフト・レジスタ
- 74390:2回路十進カウンタ
- 74393:2回路バイナリカウンタ
- 74395:4ビット双方向シフト・レジスタ
- 74396:4回路レジスタ
- 74398:4回路2入力マルチプレクサ
- 74399:4回路2入力マルチプレクサ
[編集] 演算
- 7482:2ビットバイナリ全加算器
- 7485:4ビット比較演算器
- 74181:4ビットALU（算術･論理演算器）
- 74182:ルックアヘッドキャリー生成器
- 74261:2ビット-4ビット乗算器
- 74283:4ビットバイナリ全加算器
- 74285:4ビット-4ビット乗算器(74284必要)
- 74381:4ビットALU(算術･論理演算器)
- 74382:4ビットALU(算術･論理演算器)
- 74383:8ビット補数乗算器
- 74385:4回路シリアル加算/減算器
- 74518:8ビット比較器
- 74520:8ビット比較器
- 74521:8ビット比較器
[編集] その他
- 7431:ディレイ用素子群(2-1NAND×2、バッファ×2、インバータ×2)
- 7451:AND-NORゲート
- 7464:4-2-3-2 AND-NORゲート
- 7465:4-2-3-2 AND-NORゲート(オープンコレクタ出力)
- 74120:2回路パルスシンクロナイザ
- 74121:単安定マルチバイブレータ
- 74122:単安定マルチバイブレータ(再トリガ、CLR付き)
- 74123:2回路単安定マルチバイブレータ(再トリガ、CLR付き)
- 74124:2回路電圧制御発振器
- 74135:4回路XOR-OR/NORゲート
- 74221:2回路単安定マルチバイブレータ
- 74180:8ビットパリティ生成/検査
- 74280:9ビットパリティ生成/検査
- 74286:9ビットパリティ生成/検査
- 74297:PLL
- 74321:水晶発振器
- 74422:単安定マルチバイブレータ
- 74423:単安定マルチバイブレータ
[編集] 4000シリーズ
- 4069:6回路Inverter
- 4050:6回路Buffer
- 4011:4回路2入力NANDゲート
- 4001:4回路2入力NORゲート
- 4081:4回路2入力ANDゲート
- 4071:4回路2入力ORゲート
- 4030:4回路2入力ExORゲート
- 4023:3回路NANDゲート
- 4025:3回路NORゲート
- 4073:3回路ANDゲート
- 4075:3回路ORゲート
- 4043:4回路RS-フリップフロップ
- 4042:4回路D-ラッチ
- 4013:4回路D-フリップフロップ
- 4027:2回路JK-フリップフロップ
- 4510:BCD Up/Downカウンタ
- 4024:7ステージ2進非同期カウンタ
- 4040:12ステージ2進非同期カウンタ
- 4020:14ステージ2進非同期カウンタ
- 4076:4ビット・レジスタ
- 4015:2回路4ビット直列入力-直列出力シフト・レジスタ
- 4006:18ステージ・シフト・レジスタ
- 4517:64ビット・シフト・レジスタ
- 4581:4ビットALU（算術･論理演算器）
- 4046:PLL(電圧制御発振器+位相比較器)
- 4051:8chアナログ・マルチプレクサ/デマルチプレクサ（アナログスイッチ）
- 4052:2回路4chアナログ・マルチプレクサ/デマルチプレクサ（アナログスイッチ）
- 4053:3回路2chアナログ・マルチプレクサ/デマルチプレクサ（アナログスイッチ）
- 4066:4回路バイラテラル・スイッチ（アナログスイッチ）
