TTL(Transistor Transistor Logic) 디지털논리회로 TTL(Transistor Transistor Logic) A조 홍길동 아무개

디지털논리회로 TTL의 정의 TTL(Transistor-Transistor logic)소자는 디지털 회로에서 사용되는 각종 논리용 소자 중에서, 입력을 트랜지스터로 받아들이고, 출력 또한 트랜지스 터인 소자를 말한다.

TTL의 특징 가장 많이 사용, 가격 저렴, 동작속도가 빠르다. 팬 아웃(fan-out)이 많이 얻어진다 디지털논리회로 TTL의 특징 가장 많이 사용, 가격 저렴, 동작속도가 빠르다. 팬 아웃(fan-out)이 많이 얻어진다 출력 임피던스도 낮아 현재 가장 품종이 풍부하고 널리 사용됨. 전력 소비의 점에서 LS-TTL등으로 대치 멀티 이미터 회로 구성이므로 집적도가 높다 DTL과 혼용할 수 있다 잡음 여유도가 작아 온도의 영향을 많이 받는다. 소비 전력이 작다 -전달지연시간 : 9.5ns, 평균 전력 소비 : 2mW

클럭, 게이트 입력 신호 형태 [그림 1] Clock이나 Gate의 입력 신호 형태는 [그림.1]과 같다. 디지털논리회로 Negative Level I/O Positive edge trigger Negative edge trigger [그림 1]

디지털논리회로 TTL의 외형(1) TTL의 외형은 각 Maker에 의해 여러 가지로 다르나, Pin Lay-Out은 공통으로 8 pin, 14 pin, 16 pin, 20 pin, 24 pin, 28 pin이 사용되고 있다. pin과 pin 사이는 2.54㎜로 다리 사이는 24 pin을 경계로 하고 24 pin 미만이 7.62 ㎜(24S), 24 pin 이상이 배의 15.24 ㎜(24W)이지만, 소비전력 저하로 인하여 24 pin의 7.62 ㎜ Package도 있다. 74800번대는 24 pin Wide type을 Slim-type으로 발생한 것이 많다.

디지털논리회로 TTL의 외형(2) Package는 Ceramic과 Plastik이 있는데 일반적으로 Ceramic은 사용 온도 범위가 넓고 특성적으로 엄격하게 되어 있다. Ceramic Package는 군사용이나, 우주 항공용 등의 특별한 곳에 쓰인다. IC는 통상 명칭이 읽혀지는 방향으로 놓았을 때 왼쪽의 끝이 1번 pin으로 그곳에서 반시계방향으로 번호를 붙혀나간다. IC 명칭의 인쇄 형태만으로는 확실하지 않으므로 보통은 [그림.2]와 같이 1번 pin 옆에는 특별한marking(Orientation Mark)이 있다.

디지털논리회로 TTL의 외형(3) [그림 2. TTL의 외형]

디지털논리회로 Transistor의 특성(1) IC의 동작을 알기 위한 가장 중요한 Parameter는 입력을 가하여 출력이 변할 때 까지 얼마의 시간이 소요되는가의 것이다. tpd (Propagation Delay Time) : 전파지연이라 하는 것으로, 입력의 변화가 출력에 전해지는 시간이다. 이것은 입력의 종류, H→L, L→H, 부하 등에 따라서 여러 가지로 변하게 되나,  [그림. 3]에서와 같이 측정 회로에서 측정한 것이 [표. 1]로 되어 있다.H→L, L→H는 특히 지정이 없을 경우는 출력이  H→L, L→H가 되는 것과 같은 입력을 가할 때의 뜻이다. H→Z, Z→H, L→Z, Z→L도 동일한 뜻으로 3 State 출력의 회로의 ON-OFF의 Speed를 나타내고 있다.

Transistor의 특성(2) [그림. 3] tpd 의 측정방법 디지털논리회로 TP 출력용 OC 출력용 3-State 출력용 ALS, AS, F, 3-State 출력용 [그림. 3] tpd 의 측정방법

[표. 1] tpd 그림 3의 측정방법에 따른 측정 결과 디지털논리회로 Transistor의 특성(3) [표. 1] tpd 그림 3의 측정방법에 따른 측정 결과

Transistor의 특성(4) 디지털논리회로 tw (Pulse Width) : 입력/출력에 관계없이 Threshold 전압(N, S : 1.5V, LS : 1.3V)을 초과하는 (또는Interrupt)펄스의 폭을 펄스 폭으로 하고 있다. 출력에서는 싱글 쇼트의 출력펄스폭, 입력에서는 Load 입력 Clear, Preset 입력, Trigger 입력, Clock 입력 등의 최저 펄스 폭을 지정하는 데 사용된다. fmax (Maximum Clock Frequency) : 최대 클록 주파수로 Counter나 Shift Register, Clock Oscillator, VCO 등이 동작하믐 최고의 주파수로 물론 H, L의 비가 1의, Duty비 50%의 파형으로 Test한 것이다. th (Hold Time) : Hold 시간, [그림. 4]와 같이 1개의 입력이 data를 별도의 입력에 의해 내부로 주입 할 때, clock이나 Set 신호의 변화 후 Data를 어느 시점 까지 안정시켜야 하는 시간을 말한다. 때에 따라서는 0이나 부의 것도 있을 수 있다.

디지털논리회로 Transistor의 특성(5) [그림. 4] Setup과 Hold

Transistor의 특성(6) 디지털논리회로 tsu (Setup Time) : Set Up 시간, th와 반대로 Clock emd의 변화보다 어느 정도 전에 Data를 안정시켜두지 않으면 안되는 시간이다. trelease (Release Time) : Clock 등의 변화가 있기 전에 Data가 변하여도 좋은 시간. [그림. 5]와 같이 부의 Hold 시간이라고 생각된다.

Transistor의 특성(7) [그림. 5] Release 시간 디지털논리회로 이러한 3종의 시간은 Flip-Flop이나 Register의 Set 동작 일 때에 Release가 생기거나 기대한 바와 같은 Data가 들어오지 않을 때를 생각하여야 한다. 단순한 Master Slave나 Edge Trigger에서 어느 정도의 차이가 있다. `

디지털논리회로 TTL의 절대정격(1) 절대 정격은 일시적이나마 이것을 초과하면 성능은 보증되지 않는다는 것으로, 전원을 넣는 경우에 특히 초과되지 않도록 설계해야 한다. 이 정격은 대부분 모든 TTL에 공통이므로 각각의 규격에는 쓰여지지 않는다. [표. 2]에 표시한다.

디지털논리회로 TTL의 절대정격(2) 구 분 [표. 2] 절대정격

디지털논리회로 TTL의 절대정격(3) LS Series의 입력회로는 그 대부분이 DTL형(Diode Logic)이다. TTL형(Multi Emitter Tran sister)로 하면 내압이 낮게 된다. 최대 소비 전력은 Chip에 따라서 다르므로 공통되는 것은 없으나, 출력 부하를 정격 내에서 사용하고 있는 한 초과하는 일은 없다

디지털논리회로 TTL의 추세 TTL IC는 DTL에서 발달하여 Standard TTL, High-Speed(H) TTL, Low-Power(L) TTL, Schottky(S) TTL, Low-Power Schottky(LS) TTL과 LS Series가 증가되고, ALS, AS, F Se ries도 추가되었다. 각 Series 중, H Series와 L Series는 새로운 Family의 증가로 거의 사용되지 않는다. Standard 는 소비전력면에서 별로 Speed가 변하지 않는 LS Series로 대체 되었으나, S Series는 고속용으로 사용된다

시리즈의 종류 TTL 기타 시리즈(HC, HCT, ALS 등등) 디지털논리회로 74시리즈 표준 TTL (H 시리즈) 쇼트키 저전력 TTL(LS시리즈) TTL 고속 TTL (H 시리즈) 쇼트키 TTL (S 시리즈) 저전력 TTL (L 시리즈) 기타 시리즈(HC, HCT, ALS 등등)

시리즈의 용도 디지털논리회로 1. 논리게이트 2. 플립플롭 3. D-데이터레치 4. Sense-전류감지 5. FA-전가산기 6. ALU-논리연산 유닛 7. Shifter-쉬프터 8. RAM-메모리 9. VCO-전압조정 주파수 발생기 10. Counter–카운터(Up/Down/Preset/Reset) 11. Decoder/Incoder-디코더/인코터 12. Multiplexer/Demultiplexer

디지털논리회로 ♧ 감사합니다 ♧