Fairchild 74240

Конечно, вот подробное описание микросхемы Fairchild 74240.

Общее описание

Fairchild 74240 — это классическая интегральная схема (ИС) из семейства ТТЛ (транзисторно-транзисторная логика) серии 74xx. Она представляет собой буфер/инвертор с тремя состояниями на выходе (tri-state) и состоит из восьми инвертирующих буферных элементов, объединенных в две независимые группы по 4 канала в каждой. Каждая группа имеет общий управляющий вход для разрешения работы.

Ключевая особенность — выходы с тремя состояниями:

1. Высокий уровень (логическая «1», ~2.4В - 5В).
2. Низкий уровень (логическая «0», ~0В - 0.4В).
3. Высокоимпедансное состояние (Z-состояние). Когда выход отключен, он ведет себя как "обрыв", позволяя другим устройствам управлять общей шиной без конфликтов. Это делает микросхему идеальной для организации шинной архитектуры (шины данных, адреса).

Технические характеристики

• Логическая функция: Инвертирующий буфер/драйвер с тремя состояниями.
• Количество элементов: 8 (2 группы x 4 элемента).
• Управление:
  • 1G (Output Enable 1, вывод 1) — управление для буферов 1A1-1A4. Активный уровень — НИЗКИЙ (0). Когда 1G = 0, выходы 1Y активны и инвертируют входы 1A. Когда 1G = 1, выходы 1Y переходят в высокоимпедансное состояние (Z).
  • 2G (Output Enable 2, вывод 19) — управление для буферов 2A1-2A4. Активный уровень — НИЗКИЙ (0).
• Распиновка (DIP-20 корпус):
  • Вывод 1: 1G (Управление 1)
  • Вывод 2: 1A1 | Вывод 18: 2A1
  • Вывод 3: 2Y4 | Вывод 17: 1Y4
  • Вывод 4: 1A2 | Вывод 16: 2A2
  • Вывод 5: 2Y3 | Вывод 15: 1Y3
  • Вывод 6: 1A3 | Вывод 14: 2A3
  • Вывод 7: 2Y2 | Вывод 13: 1Y2
  • Вывод 8: 1A4 | Вывод 12: 2A4
  • Вывод 9: 2Y1 | Вывод 11: 1Y1
  • Вывод 10: GND (Земля)
  • Вывод 19: 2G (Управление 2)
  • Вывод 20: Vcc (Питание, +5В)
• Напряжение питания (Vcc): Номинальное +5В (типичный диапазон от +4.75В до +5.25В для стандартных серий).
• Логические уровни (ТТЛ):
  • Входной высокий уровень (VIH): мин. 2.0 В
  • Входной низкий уровень (VIL): макс. 0.8 В
  • Выходной высокий уровень (VOH): мин. 2.4 В (при нагрузке)
  • Выходной низкий уровень (VOL): макс. 0.4 В (при нагрузке)
• Потребляемый ток: Статический — порядка 40-50 мА (зависит от состояния и серии).
• Быстродействие:
  • Время задержки распространения (Propagation Delay): ~10-15 нс (для стандартной серии 74).
  • Максимальная тактовая частота: Обычно до ~30-40 МГц в типовых применениях.
• Токовая нагрузочная способность (Fan-Out): Стандартный ТТЛ-выход может управлять до 10 стандартных ТТЛ-входов (единиц нагрузки).

Таблица истинности (для одного канала, например, 1A1 / 1Y1)

| Управление (1G) | Вход (1A1) | Выход (1Y1) | Режим | | :--- | :---: | :---: | :--- | | Высокий (1) | X (любой) | Z (Высокий импеданс) | Отключен | | Низкий (0) | Низкий (0) | Высокий (1) | Активен, инверсия | | Низкий (0) | Высокий (1) | Низкий (0) | Активен, инверсия |

Парт-номера и совместимые модели

А. Прямые функциональные аналоги с тем же расположением выводов (Pin-to-Pin):

• SN74240N / SN74LS240N — оригинальные микросхемы от Texas Instruments (TI). 74LS240 — более популярная версия с низким энергопотреблением (Low-Power Schottky).
• DM74LS240 — от National Semiconductor (ныне часть TI).
• MC74LS240 — от Motorola (ныне NXP).
• N74LS240 — и другие префиксы от различных производителей (Signetics, Philips, etc.).
• CD74HC240, SN74HCT240 — аналоги из семейства CMOS (HC/HCT). Обладают более высоким быстродействием, широким диапазоном питания и крайне низким потреблением. HCT-версии совместимы по уровням напряжений с ТТЛ-входами. Важно: Хотя они функционально и по выводам идентичны, электрические характеристики (потребление, уровни напряжения, токи) отличаются от ТТЛ.

Б. Близкие по функции, но с другим расположением выводов или управлением:

• 741 — НЕинвертирующий буфер с тремя состояниями (8 элементов, 2 группы по 4). Прямая замена по выводам, но без инверсии сигнала.
• 74244 — НЕинвертирующий буфер с тремя состояниями. Часто используется как драйвер шины. Отличается расположением выводов.
• 74LS241 — Аналогичен 74240, но имеет неинвертирующие буферы и прямое (неинверсное) управление (G активен высоким уровнем).
• 74LS245 — Восьмибитный двунаправленный буфер/приемопередатчик (transceiver) с тремя состояниями. Имеет управление направлением передачи (DIR) и общим разрешением (G). Более сложная и функциональная микросхема.

Области применения (архаичные и современные)

• Усиление сигналов (буферизация): Повышение нагрузочной способности для управления множеством других ИС или длинными линиями на плате.
• Управление шинами данных/адреса: Классическое применение в 8-битных и 16-битных микропроцессорных системах (например, на базе Z80, Intel 8080/8085, Motorola 6800).
• Организация двунаправленных шин: В паре с другими элементами управления.
• Интерфейс между логическими семействами: Например, в качестве простого драйвера.
• Образовательные цели и ретро-проекты: При изучении архитектуры старых компьютеров, ремонте или создании реплик классической вычислительной техники (например, самодельных ZX Spectrum, советских "Электроника" и т.д.).

Примечание: В современных проектах на микроконтроллерах функции 74240 обычно выполняются встроенными периферийными блоками (шинами с тремя состояниями) или полевыми МОП-транзисторами. Сама микросхема считается устаревшей, но остается доступной для производства и продажи благодаря огромной инсталлированной базе и нишевым применениям.