74HC vs 74LS 시리즈 IC : 포괄적 인 비교

74 개의 통합 회로 (ICS)수십 년 동안 디지털 전자 제품의 중추로 논리 게이트, 플립 플롭, 카운터 및 기타 필수 디지털 빌딩 블록의 설계를 가능하게했습니다. 가장 인기있는 변형 중 하나는입니다74HC그리고74LS 시리즈, 각각은 기본 기술 및 성능 특성을 기반으로 특정 응용 프로그램에 최적화되었습니다. 이 기사는 건축, 전기 매개 변수 및 실제 사용 사례의 차이를 탐구하여 엔지니어가 설계에 적합한 시리즈를 선택할 수 있도록 도와줍니다.

핵심 기술 : 무엇을 구별합니까?

74HC와 74LS 시리즈의 주요 차이점은반도체 기술다른 환경에 대한 전기적 행동과 적합성을 지시합니다.

74LS 시리즈: "저전력 Schottky TTL"의 경우이 ICS는 다음과 같습니다.트랜지스터 트랜지스터 로직 (TTL). 이들은 초기 TTL 변형 (예 : 7400)에 비해 Schottky Diodes와 함께 BJT (Bipolar Junction Transistors)를 사용하여 Schottky Diodes와 함께 전력 소비를 줄입니다. Schottky Diodes는 트랜지스터 포화를 방지하여 스위칭 속도가 빠를 수 있습니다.

74HC 시리즈: "고속 CMO"의 경우이 ICS는상보적인 금속 산화물-비도체 (CMOS)기술. 그들은 P- 채널 및 N- 채널 금속-산화물-비도 조절기 필드 효과 트랜지스터 (MOSFET)를 모두 사용하여 최소한의 전력 소비로 고속을 달성합니다. CMOS 기술은 높은 입력 임피던스와 낮은 정적 전력 소산으로 유명합니다.

주요 전기 매개 변수 비교

74HC와 74L의 기술적 차이는 아래 표에 요약 된 뚜렷한 전기 특성을 초래합니다.

74ls: 5V 전원 공급 장치 (공차 : ± 5%)에 엄격하게 의존합니다. 이 범위 외부의 편차는 오작동이나 손상을 일으켜 가변 전압으로 배터리 구동 장치에서의 사용을 제한 할 수 있습니다.

74HC: 넓은 범위 (2V – 6V)에 걸쳐 작동하여 저전압 설계 (3.3V) 및 레거시 5V 시스템에 적응할 수 있습니다. 이 유연성은 전력 효율과 전압 다양성이 우선 순위 인 현대 전자 제품에 중요합니다.

2.전력 소비

74ls: BJT의 연속 전류 흐름으로 인해 상당한 정적 전력 (유휴 상태조차)을 소비합니다. 동적 전원 (스위칭 중)이 추가되어 배터리 구동 장치에 적합하지 않습니다.

74HC: 정적 전력 소비가 거의 발생합니다 (MOSFET은 전환 중에만 전류를 그립니다). 동적 전력 스케일은 주파수로 스케일이지만 일반적인 작동 속도에서 74L보다 훨씬 낮습니다. 이로 인해 74HC는 휴대용 전자 제품에 이상적입니다.

3.속도 및 전파 지연

74ls: 5V에서 ~ 9ns의 전파 지연을 제공하며, 중간 속도의 응용 분야 (최대 ~ 50MHz)에 적합합니다.

74HC: 5V에서 ~ 7ns 지연을 달성하고 더 높은 전압에서 더 빠른 전환 (예 : 6V). 고속 TTL 변형 (예 : 74F)만큼 빠르지는 않지만 74HC는 대부분의 일반 목적 디지털 회로 (최대 ~ 100MHz)의 요구를 충족합니다.

4.입력/출력 특성

입력 임피던스: 74LS는 입력 임피던스 (~ 10kΩ)가 낮으며 신호 소스 (예 : 센서, 마이크로 컨트롤러)를로드 할 수 있습니다. 74HC는 ~ 10 <pup> 12 </sup> Ω 입력 임피던스를 사용하여 무시할만한 전류를 끌어냅니다.

출력 드라이브: 74L은 74HC (4mA)보다 더 많은 전류 (8mA)를 가라 앉힐 수 있으므로 외부 버퍼없이 LED 나 릴레이와 같은 무거운 하중을 더 잘 구동 할 수 있습니다. 그러나 74HC의 출력은 대부분의 논리 수준 인터페이스에 충분합니다.

소음 면역: 74HC의 더 높은 노이즈 마진 (CMOS 논리로 인해)은 전기 소음에 더 강력 해집니다. 산업 환경에서는 비판적이거나 전자기 간섭이 높은 붐비는 PCB (EMI).

5.호환성

74ls: TTL과 호환되므로 다른 TTL 장치와 완벽하게 작동하지만 CMOS 회로와 인터페이스하려면 레벨 시프터가 필요합니다.

74HC: 5V에서 TTL 및 CMOS 호환성이므로 혼합 기술 설계를 단순화합니다. 낮은 전압 (3.3v)에서는 최신 CMOS 마이크로 컨트롤러와 직접 인터페이스합니다.

74LS74의 회로

아래 그림은 74LS74 듀얼 D 형 포지티브 에지 트리거 플립 플롭의 내부 로직 다이어그램을 보여줍니다. 핀의 시계, 사전 설정 및 명확한 입력의 연결 및 기능을 강조합니다.

다른 74LS 시리즈 IC

카운터
74LS90: 비동기 소수점 카운터, 이진/소수 모드에 대해 구성 가능하며 재설정 및 세트 기능. 클록 분할 및 펄스 카운팅에 사용됩니다.
74LS161: 디지털 주파수 미터에 적합한 동기 재설정 및 사전 설정, 고주파 (~ 30MHz)가있는 동기 4 비트 바이너리 카운터.
74LS163: 74LS161과 유사하지만 동기 재설정으로 결함이 줄어 듭니다.
74LS192: 비동기 재설정 및 사전 설정된 동기 위/아래로 소수점 카운터. 양방향 계수 (예 : 어셈블리 라인 카운팅)에 사용됩니다.

등록
74LS174: 6 비트 d 플립 플롭 레지스터 병렬 입력/출력 및 재설정. 데이터 임시 스토리지에 사용됩니다.
74LS194: 왼쪽/오른쪽 교대 및 직렬 평면 변환을 지원하는 4 비트 양방향 시프트 레지스터 (예 : UART 커뮤니케이션).
74LS374: 8 비트 D 플립 플롭 레지스터는 버스 데이터 격리에 적합한 3 개 국가 출력 (예 : 프로세서-기간 상호 작용)에 적합합니다.

인코더 및 디코더
74LS148: 입력 우선 순위가 높은 8 대 3 라인 우선 순위 인코더. 키보드 스캔에 사용됩니다.
74LS47: 블랭킹 기능 (예 : 멀티 미터 디스플레이)을 갖춘 닉시 튜브를 구동하는 BCD-even- 세그먼트 디코더.
74LS138: 3-8 라인 디코더. 주소 디코딩 (예 : 메모리 주소 지정)에 사용됩니다.

멀티플렉서 및 데이터 선택기
74LS151: 8-1 데이터 선택기, 주소 라인을 통한 게이팅 입력. 다중 서명 스위칭 (예 : 센서 획득)에 사용됩니다.
74LS153: 평행 데이터 선택에 적합한 주소 라인을 공유하는 듀얼 4 ​​대 1 선택기.

플립 플롭 및 래치
74LS74: 듀얼 D 플립 플롭이 상승 및 비동기 세트/재설정. 순차적 회로에 사용됩니다.
74LS75: 높은 수준의 래칭이있는 4 비트 래치. A/D 출력 버퍼링에 사용됩니다.
74LS112: 낙하산 트리거, 계산 및 주파수 분할이있는 듀얼 JK 플립 플롭.

산술 로직 단위 및 비교기
74LS181: 16 산술/논리 작업을 지원하는 4 비트 ALU, 초기 마이크로 프로세서의 핵심.
74LS85: 4 비트 크기 비교기 출력 "더 크고/동일". 데이터 분류에 사용됩니다.

특수 기능 칩
74LS245: 방향 제어 기능이있는 8 비트 양방향 버스 트랜시버. 양방향 버스 변속기 (예 : 프로세서 메모리 인터페이스)에 사용됩니다.
74LS259: 주소 라인을 통한 8 비트 주소 지정된 래치, 게이팅 스토리지. LED 매트릭스 구동에 사용됩니다.

74HC00의 회로

그만큼74HC00고급 CMOS 기술을 활용하는 4 개의 NAND 게이트를 수용하는 14 핀 통합 회로입니다. 이 구성은 LS-TTL IC와 비슷한 속도를 제공하면서 더 낮은 전력 소비를 요구합니다. 아래 그림은 74HC00 NAND GATE IC를 사용하여 SR 플립 플롭 회로의 개략도를 보여줍니다. 설정 및 재설정 기능을 구현하기위한 구성 요소 값 및 연결이 완성됩니다.

실제 응용 프로그램 : 올바른 시리즈 선택

선택하다74ls언제:

무거운 짐을 운전합니다: 높은 출력 전류 (예 : LED 어레이, 작은 릴레이)가 필요한 애플리케이션은 74LS의 강력한 싱킹 기능으로 이점을 얻습니다.

레거시 TTL 시스템: 5V TTL 로직을 사용하는 이전 장비 (예 : 빈티지 컴퓨터, 산업 컨트롤러) 업그레이드 또는 수리.

중간 속도, 5V 전용 설계: 저전력 작동이 필요없이 5V에서 작동하는 논리 게이트, 카운터 또는 멀티플렉서와 ​​같은 간단한 회로.

선택하다74HC언제:

배터리 구동 장치: 정적 전력 소비가 낮 으면 74HC가 휴대용 전자 장치 (예 : 리모컨, 피트니스 추적기)에 이상적입니다.

저전압 시스템: 3.3V 또는 2.5V 소모품 (예 : IoT 센서, 팔 마이크로 컨트롤러가 포함 된 임베디드 시스템)을 사용하는 설계.

고음 환경: 소음 면역이 중요한 산업 제어, 자동차 전자 제품 또는 전력 시스템.

혼합 신호 디자인: 레벨 시프터가없는 TTL 및 CMOS 구성 요소와 인터페이스 (5V).

일반적인 오해

신화: "74HC는 항상 74L보다 낫습니다."
사실 : 74LS는 고전류 5V 전용 응용 분야에서 탁월합니다. 74HC는 저전력의 유연한 전압 시나리오에서 우수합니다.

신화: "74LS는 더 이상 사용되지 않습니다."
사실 : 74HC는 새로운 디자인에서 더 인기가 있지만 74LS는 레거시 시스템 및 특정 고전류 사용 사례를위한 생산에 남아 있습니다.

신화: "74HC는 모든 회로에서 74L을 대체 할 수 있습니다."
사실 : 74HC는 외부 버퍼가 74LS가 직접 처리하는 무거운 하중을 구동하도록 요구할 수 있습니다.

결론

성숙한 TTL 기술과 안정적인 성능을 갖춘 74LS 시리즈 통합 회로는 디지털 회로 설계에서 중요한 위치를 차지합니다. 하지만CMOS 기반 74HC 시리즈점차 주류가되었습니다.74LS 시리즈높은 출력 전류 (예 : 무거운 하중) 또는 레거시 시스템과의 호환성이 필요한 시나리오에서는 대체 할 수 없습니다.

새 프로젝트를 위해이 시리즈의 칩을 찾고 있다면 최신 인용문은 저희에게 연락하십시오!