Вот как и обещал, второй материал рублики "Паяльник". Сегодня мы поговорим о таких элементах радиоэлектроники, без которых не мыслим практически ни один современный девайс, кроме разве что самых простейших. Они называются интегральные микросхемы.

Микросхемы делятся на два больших типа - аналоговые и цифровые (логические). Аналоговые предназначены для применения в теле видио и радио аппаратуре. Они работают как не сложно догадаться с аналоговым сигналом. Логичиские же, состоят из простейших логических элементов И, НЕ и ИЛИ. Благодаря их сочетанию образуется огромнейшее количество возможных элементов. На входах и выходах этих микросхем используются лишь два типа сигнала. 0 и 1 соответственно. В итоге мы получаем бинарную логику. Да да, ту самую что проходили в школе на информатике.

Для описания аналоговых микросхем, потребуется отдельная статья, и я обещаю, что в скором времени мы обязательно с ними познакомимся. Сегодня же мы займемся изучением цифровых или логических микросхем.

Логические элементы делятся в свою очередь тоже на несколько типов, в зависимости от применяемой логики. Она в свою очередь зависит от используемых в микросхеме элементов. Нас будет интересовать ТТЛ (ТТЛШ) и КМОП логика.

ТТЛ - транзисторно-транзисторная логика. Ярким ее представителем являются микросхемы серии К155 (К - кириллицей) и их зарубежные аналоги. Название "транзисторно-транзисторный" возникло из-за того, что транзисторы используются как для выполнения логических функций (например, И, ИЛИ), так и для усиления выходного сигнала (в отличии от резисторно-транзисторной и диодно-транзисторной логики). ТТЛ получила широкое распространение и применяется в компьютерах и прочих цифровых девайсах.

ТТЛШ - транзисторно-транзисторная логика на диодах Шотки. Что такое эти самые диоды, можно особо и не заморачиваться пока. Нам это в ближайшем будущем не пригодиться. Главное запомнить, что благодаря им микросхемы основанные на ТТЛШ логики более надежны. Вследствие этого, они постепенно вытеснили и заменили собой ТТЛ логику. Примером ТТЛШ может служить серия К555 которая практически идентична К155 но использует уже ТТЛШ логику.

КМОП - комплементарная логика. Микросхемы построенные по данной технологии отличаются очень низким энергопотреблением. Можно считать что энергия тратиться только на переключения между состояниями 0 и 1. КМОП-схемы обладают более высоким быстродействием и меньшим энергопотреблением, однако при этом характеризуются более сложным технологическим процессом изготовления и меньшей плотностью упаковки. Большинство современных девайсов собрано с применением именно этих микросхем. В том числе и твой компьютер. Для примера можно привести известные серии К176, К561, К564, КР1561, К1554, К1564 и К1594.

Теперь можно рассмотреть пару микросхем для более лучшего усвоения материала. Сейчас тебе бы не помешал справочник о котором я говорил в предыдущей статье. Для рассмотрения мы возьмем одну из простейших микросхем К555ЛН1.

Выглядит она как показано на рисунке ниже

Ты можешь заметить, что на нижней (нижний рисунок) стороне микросхемы есть выемка в виде полуовала. Она называется ключ. Ключ предназначен для того, чтобы держащий в руках микросхему мог определить откуда отсчитывать ножки. Ножка под номером один всегда справа от ключа и счет ведется против часовой стрелки.Иногда в качестве ключа может использоваться точка расположенная рядом с первым выводом (ножкой) микросхемы.

Логическая схема и распиновка выводов приведена ниже

Из рисунка видно, что микросхема К555ЛН1 состоит из шести элементов НЕ ( инверторов). Это значит что при подаче на вход одного из элементов единицы, на выходе будет ноль и наоборот.

В качестве единицы для микросхем с ТТЛ и ТТЛШ логикой обычно используется напряжение в 5 вольт. Ноль соответственно - отсутствие напряжения. На 7-й и 14-й вывод соответственно подается минус и плюс напряжения питания в 5 вольт.

Для лучшего понимания темы посмотрите еще и на логическую схему и распиновку микросхемы К555ЛА3 (габариты ее точно такие же как у предыдущей) Как видно из рисунка, микросхема состоит из четырех элементов 2И-НЕ. Те является комбинацией из элементов И и элементов НЕ.

Я знаю, что у тебя уже чешутся руки спаять хоть что-нибудь! Поэтому у тебя будет сегодня небольшое "домашнее задание". Для того чтобы понять логику работы микросхем, я предлагаю тебе взять любую из вышеописанных, подать на нее питание, и с помощью вольтметра, подавая на входы 0 или 1 изучить то что будет на выходе.

Если ты по каким-то причинам не сможешь найти в продаже отечественные микросхемы К555-й серии, то можешь воспользоваться зарубежными аналогами. Например той же К555ЛА3 соответствуют заграничные 74LS00, 74LS00N, SN74LS00N и DL000D. Как видишь выбор довольно широк. О том какие аналоги существуют для нужных тебе микросхем ты можешь узнать заглянув в соответствующие справочники.

И наконец, в следующей статье этой серии мы соберем-таки простенькое устройство на одной микросхеме и разберем его работу.