74LS00: Funciones, aplicaciones, características y hoja de datos

Como uno de los circuitos integrados más representativos en elSerie 74LS, la 74LS00, con su diseño central de puertas NAND de cuatro entradas de cuatro canales, se ha convertido en un componente fundamental en el campo de la electrónica digital. Este artículo analizará exhaustivamente este chip clásico.

74LS00+Nacido

74LS00 Overveiw

El 74LS00 es un circuito integrado TTL (Transistor-Transistor Transistor) ampliamente utilizadoEso funciona como una puerta NAND quad de 2 entradas. Esto significa que contiene cuatro puertas NAND independientes, cada una con dos pines de entrada y un pin de salida. Cada puerta NAND en el 74LS00 realiza la operación lógica "NAND": la salida es baja (lógica 0)Solo cuando sus dos entradas son altas (lógica 1); En todos los demás casos (cuando al menos una entrada es baja), la salida es alta (lógica 1). Como un bloque de construcción lógica fundamental, es esencial para construir circuitos digitales más complejos como contadores, chanclas y codificadores, encontrar aplicaciones en varios sistemas digitales, controles industriales y dispositivos electrónicos.

74LS00 PINOUTS

Especificaciones 74LS00

Características 74LS00

Como un chip lógico Schottky TTL de baja potencia clásica, el 74LS00integra el rendimiento, la fiabilidad y la flexibilidad. Aquí hay un resumen sistemático de sus características técnicas principales:

Diseño de cuatro canales independientes:Integra cuatro puertas NAND de 2 entradas completamente independientes, cada una capaz de procesar señales lógicas de forma independiente, lo que respalda la implementación simultánea de funciones lógicas de cuatro canales (como operaciones lógicas, almacenamiento de señal).
Compatibilidad de pin estándar:Adopta el empaquetado de paquete dual de 14 pines (DIP) o montaje en superficie (SOIC/SOP), con un diseño de pin que se ajusta a los estándares TTL (p. Ej.
Estructura de salida de empuje:La etapa de salida utiliza un diseño de empuje, proporcionando una fuerte capacidad de conducción, capaz de generar niveles altos (VOH ≥ 2.4V) y hundir grandes corrientes (LIO máxima de 8 mA), adecuado para cargas de conducción directa, como LED y relés.

Amplio rango de voltaje de la fuente de alimentación:El voltaje de operación típico es de 5V, con un rango de fluctuación permitido de 4.75-5.25V y un valor límite de 7V, adaptándose a diferentes entornos de suministro de energía.
Compatibilidad de nivel TTL:Entrada Umbral de alto nivel (VIH) ≥ 2V, umbral de bajo nivel (VIL) ≤ 0.8V, estrictamente siguiendo los estándares TTL; También admite el acceso directo a las señales lógicas de 3.3V o 2.5V (se requiere conversión de nivel externo).
Rendimiento lógico de velocidad media:El retraso de propagación típico (TPD) es de 9-10ns, con una velocidad de datos máxima de 35Mbps, velocidad de equilibrio y consumo de energía, adecuado para la mayoría de los escenarios de circuito digital de velocidad media.
Diseño de baja potencia:El consumo de energía estática es de solo 9MW (valor típico), mucho más bajo que los chips de la serie 74 anteriores (por ejemplo, 7400 es 40MW), adecuado para dispositivos de larga duración.

Capacidad de corriente de alta fregadero:La corriente de salida máxima de bajo nivel (IOL) es de 8 mA, capaz de conducir directamente 10 cargas LS-TTL o pequeños periféricos (como matrices LED) sin amortiguadores adicionales.
Ventajas de la salida Push-Pull:La etapa de salida adopta una estructura de empuje de empuje, que puede extraer rápidamente el nivel (VOH ≥ 2.4V) y hundir la corriente de manera eficiente, reduciendo el riesgo de distorsión de la señal, especialmente adecuada para conducir cargas capacitivas.

Protección de ESD:Circuito de protección de descarga electrostática (ESD) incorporada, capaz de resistir los choques electrostáticos del modelo humano de 3.5kV, mejorando la estabilidad de uso a largo plazo.
Capacidad anti-nominal:La entrada adopta una estructura de activación de Schmitt, con altos márgenes de ruido (margen de ruido de alto nivel VNH ≥ 0.4V, VNL de bajo nivel ≥ 0.4V), suprimiendo efectivamente la interferencia de la señal.
Mecanismo de protección de entrada:Se recomienda que los pines de entrada no utilizados se lleven a VCC a través de una resistencia de 1kΩ o directamente conectado a tierra para evitar el disparo falso causado por la flotación, lo que garantiza la estabilidad lógica.

Grado comercial (74LS00):El rango de temperatura de funcionamiento es de 0-70 ° C, adecuado para escenarios convencionales como la electrónica de consumo y el control industrial.
Grado militar (54LS00):Extendido a -55-125 ° C, satisfaciendo las necesidades de entornos extremos, como aplicaciones aeroespaciales y montadas en vehículos.
Estabilidad de almacenamiento:El rango de temperatura de almacenamiento es -65-150 ° C, sin impacto en el rendimiento durante el almacenamiento a largo plazo.

Aplicaciones 74LS00

Operaciones lógicas básicas:En los circuitos lógicos combinacionales, no solo se usa para juicios simples de "NAND" (como "acciones desencadenantes cuando dos condiciones no se cumplen simultáneamente"), sino que también sirve como una unidad básica para la inversión de señal. Por ejemplo, realiza una inversión lógica en las señales de control en los buses de datos para cambiar entre instrucciones de lectura y escritura.
Conversión de la puerta universal:Con las leyes de De Morgan, acortar las dos entradas puede funcionar directamente como una puerta no (inversión de entrada única); combinar una puerta no con una puerta NAND forma una y puerta (eliminando la característica invertida de Nand); Pasar las entradas a través de no puertas primero antes de conectarse a una puerta NAND da como resultado una puerta OR. Esta flexibilidad le permite reemplazar múltiples chips de compuerta dedicados, reduciendo la complejidad del diseño del circuito.
Almacenamiento y circuitos secuenciales:Las chanclas SR formadas por acoplamiento cruzado dos puertas NAND pueden implementar funciones de "resumen de ajuste" (como el enganche de estado activado por los botones); Cuando se extienden a las chanclas D, pueden almacenar los datos sincrónicamente bajo el control de la señal del reloj, sirviendo como componentes centrales de registros, registros de cambio y contadores (por ejemplo, conexiones lógicas entre bits en contadores binarios de 4 bits).
Circuitos aritméticos: yon medias agregadas, Nand Gates implementan "Xor" (suma) y "y" (llevar) operaciones; Las sumas completas manejan la propagación de transporte a través de las puertas NAND en cascada, ampliamente utilizados en módulos de calculadoras simples; Combinados con la lógica de inversión, pueden realizar una resta binaria (convertida en suma a través de la aritmética del complemento de Two), adecuado para el procesamiento numérico en pequeños instrumentos digitales.
Control industrial y procesamiento de señal: en los circuitos de accionamiento de motor, NAND Gates juzga escenarios de múltiples condiciones como "Señal de parada de emergencia no activada + señal de inicio válida" para garantizar un inicio seguro; En los circuitos secuenciales, sus características de conmutación rápida se utilizan para dar forma a las señales de pulso de salida del sensor (eliminar fallas) o detectar bordes ascendentes/descendentes de las señales de reloj, lograr una sincronización precisa de tiempo (por ejemplo, controlar los momentos desencadenantes en la adquisición de datos).
Escenarios educativos y de bricolaje:En los experimentos electrónicos, a menudo se usa para demostrar conceptos básicos como la verificación de la tabla de verdad de las puertas lógicas y los principios de enganche de flip-flop; En proyectos de bricolaje, puede construir "circuitos de desbloqueo de doble botón" (desbloqueo solo cuando se presionan ambos botones) y "lámparas de doble condición dual controladas por sonido + luz" (se ilumina cuando está oscuro y hay sonido), permitiendo el control lógico sin programación.
Aplicaciones de alta frecuencia e interfaz:Confiando en el retraso de propagación a nivel de nanosegundos de TTL (típicamente 10ns), es adecuado para las interfaces periféricas de las computadoras tempranas (por ejemplo, decodificación de señal de columna de fila en circuitos de escaneo de teclado) y procesamiento de señal de banda base en comunicación de corta distancia (eG, verificación lógica simple en protocoles UART); Su salida Push-Pull puede impulsar 10 cargas TTL estándar, lo que permite una conexión directa a periféricos como LED y relés, simplificando el diseño de la unidad de interfaz.

Ventajas del 74LS00

El 74LS00Ofrece varias ventajas clave que solidifican su papel como componente fundamental en la electrónica digital:

Flexibilidad lógica universal: Como una puerta NAND de 2 entradas cuádruple, es una "puerta universal", fácilmente reconfigurable en no, y, o, Xor, y otras puertas lógicas a través del cableado simple (aprovechando las leyes de De Morgan). Esto elimina la necesidad de múltiples ICS especializados, simplificando el diseño de circuitos y reduciendo los recuentos de componentes.

Compatibilidad fuerte de TTL: Operando en una fuente de alimentación estándar de +5V y que se adhiere estrictamente a los estándares de voltaje TTL (niveles de entrada/salida), se integra perfectamente con otros dispositivos TTL. Esta compatibilidad con plug-and-play lo convierte en una elección confiable en los sistemas TTL mixtos.

Rendimiento equilibrado: Su diseño de baja potencia Schottky (LS) entera un equilibrio entre la velocidad y la eficiencia. Con un retraso de propagación típico de ~ 10ns, admite aplicaciones de mediana a alta velocidad, mientras que su consumo de energía estática (~ 9MW) es significativamente más bajo que las variantes de la serie 74 anteriores (por ejemplo, 7400 a 40MW), lo que lo convierte en un eficiente de energía en energía para dispositivos largos.

Capacidad de conducción robusta: Equipado con una etapa de salida Push-Pull, puede conducir directamente hasta 10 cargas de TTL estándar, evitando la necesidad de circuitos de búfer adicionales. Esto simplifica la interfaz con periféricos como LED, relés u otros chips lógicos.

Disponibilidad práctica y rentabilidad: Ampliamente disponible en la inmersión de 14 pines (ideal para prototipos de placa) y paquetes de montaje en la superficie, es de bajo costo y fácil de obtener. Esta accesibilidad lo convierte en un elemento básico en laboratorios educativos, proyectos de pasatiempos y producción a pequeña escala.

Fiabilidad: Protección ESD incorporada (resistencia de las descargas del modelo de cuerpo humano de 3.5kV) y los márgenes de ruido decentes (≥0.4V para ambos niveles altos/bajos) mejoran la estabilidad en entornos ruidosos. Las variantes de grado comercial funcionan de manera confiable a 0–70 ° C, con grado militar (54LS00) que se extiende a -55–125 ° C para condiciones duras.

Cómo usar el 74LS00？

Para usar el74LS00(Una puerta NAND de NAND de 2 entradas cuádruple en la familia TTL), siga estos pasos para la configuración, las pruebas básicas y las aplicaciones prácticas:

1. Configuración de hardware: Power y Pinout

El 74LS00 requiere unFuente de alimentación de +5V CC(Estándar TTL) y conexiones PIN adecuadas.

Paso 1: Conexiones de alimentación:

Conecte el pin 14 (VCC) a +5V.

Conecte el pin 7 (Gnd) al suelo del circuito.

• STRP 2: Pinout para 4 puertas de NAND independientes:
  El IC contiene 4 puertas NAND de 2 entradas separadas. Cada puerta tiene 2 entradas y 1 salida:

  Número de puerta	Ingresar a	Entrada B	Salida Y
  1	Pin 1	Pin 2	Pin 3
  2	Pin 4	Pin 5	Pin 6
  3	Pin 9	Pin 10	Pin 8
  4	Pin 12	Pin 13	Pin 11

2. Pruebas básicas: verificar la lógica de NAND

La regla central de una puerta NAND es: la salida es baja (0V)Solo si ambas entradas son altas (5V); De lo contrario, la salida es alta (5V).

Paso 1: Construya un circuito de prueba

Para una puerta (por ejemplo, puerta 1, pasadores 1, 2, 3):

• Conecte los pasadores de entrada 1 y 2 afuentes lógicas(por ejemplo, interruptores de palanca vinculados a +5V/GND, o rieles de placa).
• Conectar el pin 3 de salida a unindicador(Por ejemplo, un LED en serie con una resistencia de 220Ω a GND; las luces LED cuando la salida es alta).

Paso 2: Pruebe todas las combinaciones de entrada

Compruebe si la salida coincide con la tabla de verdad NAND:

3. Uso avanzado: Convertir a otras puertas lógicas

Nand Gates son "universales": pueden imitar cualquier puerta lógica con cableado simple:

Ejemplo 1: No Gate (inversor)

Una puerta no invierte su entrada:

• Alambrado: Corto las dos entradas de una puerta NAND (por ejemplo, conecte el pin 1 al pin 2 de la puerta 1).
• Lógica:.

Ejemplo 2: y puerta

AN y las salidas de la puerta solo si ambas entradas son altas:

Alambrado:

Use la puerta 1 como una puerta NAND.

Use la puerta 2 como una puerta no (corta sus entradas) para invertir la salida de la puerta 1.

Conecte la salida de Gate 1 (Pin 3) a las entradas de Gate 2 (Pines 4 y 5).

Lógica:.

Ejemplo 3: o puerta

Una puerta o sale alta si al menos una entrada es alta:

Alambrado(Usando la ley de De Morgan::

Use dos puertas NAND como no puertas (en resumen sus entradas) para crear.

Conectara las entradas de una tercera puerta NAND.

Resultado: La salida de la tercera puerta es igual a A + B.

Precauciones clave

Límites de voltaje: Nunca exceder +7V enVCC; Las entradas deben permanecer dentro de los niveles de TTL (bajo: 0–0.8V; alto: 2–5V).

Desacoplamiento: Agregue un condensador de 0.1 μF entreVCCy GND para reducir el ruido de potencia.

Protección de ESD: Maneje el IC cuidadosamente para evitar daños electrostáticos.

Cargas: Cada salida puede conducir hasta 10 cargas TTL. Para cargas más pesadas (por ejemplo, relés), use un búfer.

74LS00 Alternativa

SN54LS00: Una versión de grado militar, es completamente constante funcionalmente con el 74LS00 (puerta NAND quad 2 de entrada), pero presenta un rango de temperatura de funcionamiento más amplio (-55 ° C a 125 ° C) y una mayor confiabilidad, lo que lo hace adecuado para entornos extremos.
SN7400: Un modelo TTL estándar temprano en la serie 74, también es una puerta NAND de 2 entradas cuádruple, pero utiliza un proceso no Schottky. Tiene un mayor consumo de energía que la serie LS y la velocidad de conmutación ligeramente más lenta, mientras que es compatible con los niveles básicos de voltaje TTL.
CD4011: Una puerta NAND Quad 2 de entrada basada en la tecnología CMOS (parte de la serie 4000). Tiene un rango de voltaje operativo más amplio (típicamente 3-18V) y un consumo de energía extremadamente bajo, pero su velocidad de conmutación es más lenta que la de TTL. Es adecuado para escenarios de baja potencia y tiene la misma función lógica que el 74LS00.
74LS08: Perteneciente a la serie 74LS, funciona como una entrada y puerta cuádruple (no una puerta NAND) con una operación lógica diferente: genera un nivel alto solo cuando ambas entradas son altas. Se debe prestar atención a esta diferencia funcional.
74LS00CH/DC/J/N/NA/PC/W: Todos son modelos derivados del 74LS00, con la misma función central (puerta NAND quad 2 de entrada). Las diferencias se encuentran principalmente en los tipos de paquetes (como DIP, SMD), marcas específicas del fabricante o calificaciones de calidad. Sus parámetros eléctricos son compatibles con el 74LS00, lo que permite la intercambiabilidad directa.
901521-01/AMX3550/C74LS00P/DM74LS00N, etc.: La mayoría son modelos equivalentes producidos por varios fabricantes (como instrumentos de Texas, hitachi, toshiba, etc.). Son completamente funcionalmente consistentes con el 74LS00 (compuerta NAND quad 2 de entrada), con configuraciones de pines compatibles y características eléctricas. Solo difieren debido a las convenciones de nombres de los fabricantes y pueden sustituirse directamente por su uso.

74LS00 vs. 74HC00

El 74HC00 y74LS00Ambos son IC con cuatro puertas básicas de NAND, que son fundamentales en la electrónica digital. La diferencia clave radica en sus características de velocidad, con el 74HC00 de alta velocidad y el 74LS00 es de baja velocidad.

Aquí hay algunas otras diferencias entre los dos IC:

La familia HC fue diseñada para que coincida con la velocidad del LS mientras consume una potencia más baja, lograda a través de la tecnología CMOS.

Dimensión del paquete 74LS00

74LS00 Fabricante

ComoUn chip de lógica Schottky TTL de baja potencia clásica, el 74LS00Tiene un paisaje diversificado de fabricantes, que abarca múltiples gigantes de semiconductores de Europa, América y Japón.
Semiconductor de Fairchildes el pionero de este chip. Cuando lanzó por primera vez la serie 74LS en la década de 1970, el 74LS00 se convirtió en una piedra angular de circuitos digitales con su diseño minimalista de cuatro puertas NAND de 2 entradas. Su paquete DIP-14 y la estructura de salida de pulsación de empuje establecen los estándares de la industria.
Siguiendo de cerca,Texas Instruments (TI)Fortaleció su liderazgo en el mercado con la serie SN74LS00. Aprovechando el control de procesos estables y las líneas de productos de grado militar (54LS00), expandió aplicaciones a campos aeroespaciales e industriales.Semiconductor nacionalCentrado en el mercado civil con su serie DM74LS00, enfatizando la popularización en la electrónica de consumo y los escenarios educativos.
Fabricantes japonesesHitachiyRenesasingresó al mercado de Asia-Pacífico con la serie HD74LS00, ofreciendo versiones de paquetes SMD para satisfacer las necesidades de miniaturización.En semiconductorContinuó la línea de producción de Motorola, cubriendo pedidos de lotes pequeños y medianos con un rendimiento de alto costo.
En particular, todos los fabricantes se adhieren estrictamente al estándar TTL de 14 pines, asegurando una intercambiabilidad directa de 74LS00 de diferentes marcas. Este ecosistema abierto ha permitido su aplicación continua durante más de medio siglo. Hoy, mientras Ti y en semiconductores siguen siendo proveedores principales, el legado técnico de Fairchild como pionero está grabado para siempre en los genes de este "bloque de construcción universal de los circuitos digitales".

Conclusión

En resumen, con su función lógica de puerta NAND estable, características eléctricas compatibles con los niveles de TTL y una amplia adaptabilidad a los escenarios, los74LS00se ha convertido en un componente básico indispensable en el diseño del circuito digital.

Si necesita obtener la última información de cotización y cadena de suministro para esta serie de chips, no dude en contactarnos en cualquier momento, y le proporcionaremos soporte técnico profesional y servicios de adquisición.

Hoja de datos 74LS00

74LS00 DATAY -HOTE.PDF